西班牙国立肿瘤研究中心发现肿瘤化疗耐药新机制

  化疗耐药的出现往往是肿瘤治疗失败的一大原因，西班牙国立肿瘤研究中心（CNIO）的科学家Oscar Fernández-Capetillo博士领导的一项研究利用全基因组筛选工具CRISPR/Cas9发现了肿瘤化疗耐药新机制，该研究成果发表在近期的Molecular Cell上，标题名为A Genome-wide CRISPR Screen Identifies CDC25A as a Determinant of Sensitivity to ATR Inhibitors。
  在该项研究中，研究者们使用了ATR（ataxia telangiectasia and Rad-3-related）激酶抑制剂（ATR inhibitors）处理CRISPR/Cas9编辑并引入突变基因的肿瘤细胞，ATR抑制剂先前被该研究组证实可作为肿瘤化疗的一种新型药物，预计最快在2017年进行临床试验。研究结果显示，ATR抑制剂的治疗效果高度依赖于一个关键蛋白CDC25A，而该蛋白的表达水平似乎经常在肿瘤细胞内升高。该研究发现或许可用于预测那些癌症患者能够从ART抑制剂治疗中更好地获益。
  大多数的化疗药物都是通过破坏肿瘤细胞的DNA来杀死肿瘤细胞的。然而，西班牙国立肿瘤研究中心的科学家基于ATR激酶对于基因组的修复至关重要，则开发了靶向ATR激酶治疗肿瘤的新方法。Oscar Fernández-Capetillo博士表示，ATR激酶存在于所用细胞中，当然包括正常细胞和肿瘤细胞。肿瘤细胞基因组高度片段化且需要频繁修复，而ATR激酶则起到“修补匠”的重要角色，从而保证基因组的稳定和肿瘤细胞的存活，所以ATR激酶的修复功能对于肿瘤细胞至关重要。肿瘤细胞中的基因组卫士（ATR激酶）的功能丢失对于肿瘤细胞来说往往是毁灭性的打击。Oscar Fernández-Capetillo生动地说道，这就像在森林大火中杀死了消防员。同时，这也解释了ATR抑制剂对于肿瘤细胞更具毒性，而不会造成正常组织细胞的死亡。
  CRISPR/Cas9成为关键基因筛选新工具
  该项研究中，研究者们希望预先知道ART抑制剂临床应用中出现耐药的可能原因。为了鉴定与ART抑制剂耐药相关的潜在突变基因，研究者使用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得了携带多种不同突变基因的肿瘤细胞。文章的共同第一作者Sergio Ruiz和 Cristina Mayor-Ruiz说道，小鼠有20000多个基因，如果使用其它基因编辑技术产生上述的突变库将需要很长的时间，而CRISPR/Cas9基因编辑技术却大大缩短了突变库的构建时间。无独有偶，MIT张峰实验室和北京大学生科院魏文胜实验室则采用了基于CRISPR/Cas9系统的慢病毒人源细胞基因敲除文库分别筛选了肿瘤生长、化疗耐药和白喉毒素敏感基因。
  研究者使用ART抑制剂处理含有突变库的肿瘤细胞，并且分离出ART抑制剂耐受的肿瘤细胞，随后鉴定这些细胞所携带的耐药突变。研究结果显示，CDC25A基因突变的肿瘤细胞可以耐受ART抑制剂。该文的通讯作者Oscar Fernández-Capetillo博士表示，正常情况下，肿瘤细胞均会高表达CDC25A蛋白。该篇文章的研究结果提示我们可以通过检测肿瘤组织中CDC25A的表达水平来预测肿瘤患者对ART抑制剂的应答效果，即高表达CDC25A的患者对ART抑制剂的应答效果会更好。
  ART抑制剂高效靶向基因组不稳定的肿瘤细胞
  开发基于CNIO发现的ART激酶抑制剂药物的权利属于默克雪兰诺公司，该研究所于2013年就与默克雪兰诺公司以潜在收入总额1900万欧元换取ART激酶抑制剂的开发权达成了相应的协议。
  Oscar Fernández-Capetillo表示，对ART抑制剂高度敏感的细胞往往是那些基因组最不稳定的肿瘤细胞，因为它们为了生存而更加依赖ART介导的修复作用。他相信CNIO的研究发现和后续的研究将有助于药物公司选择ART抑制剂临床试验的合适病人，并能够更好地指导该药物的临床实践。（转化医学网360zhyx.com）
  作者：健康骑兵 系复旦大学生物医学研究院2015级直博生
（转化医学网360zhyx.com）本文是转化医学网原创内容，转载请点击获取授权