麻省理工学院的科学家利用CRISPR基因组编辑技术，创造了一种将特定的癌症相关突变工程化到小鼠模型中的新方法。该技术已被用于在多个器官中设计致癌基因Kras的多个突变模型。这种快速精确的方法绕过了传统的费时费力方法。该研究发表在《自然·生物技术》上。

更快的编辑

在小鼠模型中测试癌症药物是确定它们是否足够安全有效以进入人体临床试验的重要步骤。过去20年来，研究人员使用基因工程通过删除肿瘤抑制基因或激活促癌基因来创建小鼠模型。然而，这种方法劳动密集，需要几个月甚至几年才能生产和分析具有单个癌症相关突变的小鼠。

受到博德研究所刘如谦实验室研究的启发，麻省理工学院团队希望找到一种方法来进行更精确的基因编辑，使他们能够对癌基因或肿瘤抑制基因进行非常靶向的突变。2019年，刘如谦和同事们报告了一种新版本的CRISPR基因组编辑，称为先导编辑。与使用Cas9酶在DNA中产生双链断裂的原始CRISPR版本不同，先导编辑使用一种称为Cas9 nickase的修饰酶，它与另一种称为逆转录酶的酶融合。这种融合酶只切割DNA螺旋的一条链，避免了引入双链DNA断裂，后者可能在细胞修复DNA时导致错误。

建模突变

为了展示这项技术的潜力，研究人员将几个不同的突变工程化到Kras基因中，该基因驱动约30%的人类癌症。他们开发了在肺癌中发现的四种不同类型Kras突变的模型。令他们惊讶的是，他们发现这些模型中的每一个产生的肿瘤都具有非常不同的特征。例如，G12R突变产生大的、侵袭性的肺肿瘤，而G12A肿瘤更小且进展更慢。目前，只有两种FDA批准的药物靶向Kras突变，它们都特异于G12C突变。

研究人员还使用他们的技术创建了具有肿瘤抑制基因p53中几种不同类型突变的胰腺类器官，并正在开发这些突变的小鼠模型。他们希望这将不仅能帮助他们了解突变是否引起耐药性，还能了解耐药肿瘤是什么样子的。

参考信息
“A prime editor mouse to model a broad spectrum of somatic mutations in vivo” by Zackery A. Ely et al., 11 May 2023, Nature Biotechnology.
DOI: 10.1038/s41587-023-01783-y