CRISPR再立功！为免疫细胞装上“雷达”！

白血病是一种极难治疗的致命癌症，大量的白细胞在血液中四处游荡，随着时间的推移慢慢的杀死我们的身体。但这个“杀人凶手”并不是毫无弱点。许多的白细胞表面都有一个称之为“CD19”的分子。当CD19被激活后，它所附属的白细胞就会被我们杀死。

CD19对于癌症生化学家来说，就像是一个向世界广播的小型无线电信号，不断的说着“这是白血病，快来杀它。”而当白血病患者体内具备了可以接受CD19信号的特异性免疫细胞时，特异性免疫细胞就能追踪并杀死带有CD19的白血病细胞。

斯坦福大学生物工程和生物化学系的助理教授Stanley Qi和他的团队就使用了CRISPR基因编辑技术为免疫细胞配备了一个导航系统来追踪白血病细胞。

目前这项研究以“Engineering cell sensing and responses using a GPCR-coupled CRISPR-Cas system, Nature Communications”为名发表在了《Nature Communications》上。

生化通讯中“黑客”GPCR

G偶联蛋白受体（GPCR）是人类生理学中最大和最重要的化学受体家族之一，它可以感知各种各样的配体，包括内源激素，生长因子和天然或合成的小分子等。

GPCR就像细胞触角一样，不断寻找生物化学信号，使细胞能够相互沟通，并作为组织一起发挥作用。当触角分子识别特定的信号（例如像CD19这样的分子）时，他们就会启动一系列的细胞与细胞核的通讯，从而引发一系列的遗传结果，从免疫反应到化学生成再到细胞繁殖。目前我们已经在人类基因组中鉴定出了至少800个GPCR。而市场上40%左右的药物都是与GCRP有关。

而先前对于GPCR工程的研究主要是用蛋白水解可切割的人工转录因子（例如GAL4，rtTA）取代胞内结构域，并创建一个受体活性的遗传报道分子，称为Tango系统。但这样的操作往往限制了对内源性靶点的调节，同时一个“一个配体在一个转录因子中”的模式也使得效率非常低。

Qi和他的团队则专注于利用GPCRs作为一个普通的合成装置，这弥补了先前内源性基因无法表达的缺陷，可以响应不同的配体。在本次实验中，研究人员通过CRISPR-dCas9技术利用GPCR来将细胞外信号感测转换为程序化的转录反应。

CRISPR ChaCha

实验设计了两个函数：GRCP Tango和GRCP ChaCha。通过对这两个的测试，结果显示 ChaCha优于 Tango，它不仅能有效的激活内源性基因，还能激活多个基因。随后研究人员测试了ChaCha设计的通用性，发现它能感应多个不同的GRCPs，其中包括涉及到的血管加压素，促甲状腺激素释放激素等配体。

GRCP ChaCha优于Tango

ChaCha系统支持个体和多种基因的激活

Qi及其团队的早期的临床试验具有不错的前景，并且引导了新的白血病疗法。然而，最具革命性的是使用活细胞作为治疗方法，它开启了一个超越传统化学疗法的世界。在未来，不仅仅是白血病，从血液癌症到实体瘤到神经系统疾病，我们都可以期待CRISPR能为我们带来新的疗法。（转化医学网360zhyx.com）

参考文献：

1.New kind of homing beacon targets cancerous cells and other diseases

2.Nathan H. Kipniss, P. C. Dave P. Dingal, Timothy R. Abbott, et al. Engineering cell sensing and responses using a GPCR-coupled CRISPR-Cas system, Nature Communications, 20 December 2017.

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