CRISPR全基因組篩選,發現白血病關鍵調控因子

慢性髓系白血病(CML),又稱慢粒白血病,是一種發生在多能造血幹細胞的惡性骨髓增生性腫瘤,臨床上可分為慢性期、加速期和急變期。可見於任何年齡,但隨著年齡增加,發病率越高,發病高峰在40歲左右。

2018年暑夏,《我不是藥神》這部電影在中國爆火,在影片中,許多慢粒白血病患者都依賴著“格列寧”續命,但昂貴的藥價讓許多人被迫尋求來自印度的仿製藥。熒幕之下,慢粒白血病患者的艱苦辛酸,讓我們倍感同情。

影片中的故事發生在十多年前的中國,當時的醫療水平和醫療制度與今天有很大差距。然而,即使是在當下,慢粒白血病的治療仍然是一個難題,許多藥物僅對慢性期患者有效,對於加速期和急變期患者而言則是療效甚微

令人鼓舞的是,近日,美國加州大學聖地亞哥分校的研究人員在國際頂尖學術期刊 Nature 子刊Nature Cancer 期刊上發表的題為:An in vivogenome-wide CRISPR screen identifies the RNA-binding protein Staufen2 as a keyregulator of myeloid leukemia 的研究論文,為慢粒白血病急變期患者的治癒帶來曙光!

在此項研究中,研究人員使用CRISPR技術在白血病細胞中進行全基因組篩選

,並識別出了侵襲性慢性髓系白血病的關鍵調節因子——Staufen2,該分子或可成為治療慢粒白血病的新靶點。

CRISPR全基因組篩選,發現白血病關鍵調控因子

曾有研究表明,生長因子Wnt和Smoothed,以及RNA結合蛋白Msi2和Adar1與慢性髓系白血病的病情進展密切相關,然而,在全基因組範圍對侵襲性慢性髓系白血病的生物調控因子進行篩選的相關研究卻十分匱乏。

近年來,CRISPR技術發展迅速,其工具種類愈漸繁多,應用範圍也越來越廣泛。利用CRISPR技術對癌症細胞系進行全基因組篩選分析從而尋找關鍵性調控因子,已成為癌症研究領域的熱門方法

在此項研究中,研究人員使用CRISPR技術在白血病細胞中進行全基因組篩選,一次性阻斷了數千個基因,以此篩選出與慢性髓系白血病進展相關的關鍵性調控因子。他們發現RNA結合蛋白(RBP),特別是雙鏈RNA結合蛋白——Staufen2(Stau2),是慢性髓系白血病的關鍵調節因子

CRISPR全基因組篩選,發現白血病關鍵調控因子

緊接著,該研究團隊構建了一個Stau2基因敲除的小鼠模型,研究人員發現Stau2蛋白的丟失大幅度降低了白血病細胞的生長和繁殖,並顯著提高了該小鼠模型的整體存活率。此外,研究者還發現來自急變期慢粒白血病患者的原代組織樣本的持續生長也需要Stau2。

CRISPR全基因組篩選,發現白血病關鍵調控因子

這表明Stau2蛋白是與慢性髓系白血病進展相關的關鍵性調控因子

為了瞭解Stau2蛋白是如何調控癌症細胞的,研究人員通過RNA-Seq和eCLIP-Seq對其靶標進行了基因組級的計算分析。研究結果表明Stau2蛋白控制關鍵的致癌基因(如Ras)和表觀遺傳調控因子(如LSD/KDM蛋白家族),而後者是正在測試的、針對白血病和其他癌症的關鍵藥物靶點。

CRISPR全基因組篩選,發現白血病關鍵調控因子

該論文的第一作者 Jeevisha Bajaj 對此說道:“這項工作對於發現新的慢粒白血病治療方法將十分重要。我們的CRISPR全基因組篩選發現了對癌症生長至關重要的細胞信號,在未來,這項研究將有助於研究微環境,即腫瘤周圍的區域,包括組織、血管和與癌症行為相關的重要分子信號。”

論文鏈接:

https://www.nature.com/articles/s43018-020-0054-2


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