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解螺旋公众号·陪伴你科研的第2559天 癌症的阿克琉斯之踵？ 关于协同致死效应，其实在大约一个世纪前科学家们就已经在果蝇实验中观察到了：当两个特定的基因如果同时突变会导致果蝇死亡，而如果只是其中的一个基因突变，果蝇则不会死亡。基于此，科研者们发现了“协同致死”效应的新价值，即针对癌细胞里所存在大量的基因突变，如TP53、c-MYC、BRCA1等高频突变（发生在群体中的频率较高的突变，一般指频率>5%），只要寻找到其协同致死基因，然后开发靶向药物，即可达到治疗癌症的目的。 然而理想虽美好，现实却不尽如人意。但目前为止，科学家们在所有协同致死的基因组合里只发现一组具备治疗效果且应用到临床治疗的：BRCA/PARP。即当参与DNA修复的基因BRCA1/BRCA2突变后，抑制癌细胞中的PARP基因时，则可放大了肿瘤细胞突变后功能障碍的缺陷，进而促发肿瘤细胞协同死亡效应。 但“凶残”的肿瘤细胞自然不会善罢甘休，有些细胞会在不断的突变和进化过程中，逆转了BRCA1/2突变，硬是顶住协同死亡效应的“暴击”；也有肿瘤细胞通过改变DNA损伤后的应答过程成功逆袭，导致了肿瘤耐药性的产生。 显然，这就将“协同致死”、耐药以及耐药逆转这三个表型相关联起来了，如此便可进行某个突变基因的多表型研究。虽然此类研究仍被归属于单变量研究，但文章的含金量明显是大幅度提高的，且不说其研究的工作量翻倍增加的，就是文章的逻辑深度以及故事情节的层次感都会有很大提升，那么文章在跃进一个更高的档次不也是一件轻而易举的事情的么？ 说到这里，虽然BRCA/PARP在协同致死效应这条路上已经趟出了一条路，但是这条路仍旧充满杀机，因为目前还没有在人体内找到比PARP和BRAC这对冤家更有效的协同致死基因，而让各位小伙伴们自己去寻找协同致死的组合，老实说确实太过费力。 庆幸的是，目前已经有研究者借助CRISPR/Cas9等基因编辑工具来寻找具有“协同致死”效应的新基因。正如2017年发表在《nature methods》一篇题为“Combinatorial CRISPR–Cas9 screens for de novo mapping of genetic interactions”的brief communications中，作者利用CRISPR-Cas9技术设计了两种gRNA，一种gRNA可以靶向那些经常在肿瘤中突变的抑癌基因，另一种gRNA则靶向肿瘤相关的药物靶标，这些靶标中有一部分被证实是癌基因。然后用HeLa、A549和293T三种细胞系构建了一个筛选系统，共测试靶向了73个癌基因，共141912种基因组合，并最终发现了152种协同致死的组合。下图中，我们展示了组合中基因出现频率Top10的基因组合。 虽然这些组合在其他细胞系中不一定会发生协同致死的效应，但是在拓展研究“协同致死”的路上对大家是有帮助的。当大家研究的某个基因\miRNA\lncRNA对网络中的某个基因起调控作用时，那么这个基因则可通过影响组合中的基因表达从而影响肿瘤细胞是否发生协同致死。举个例子，下图中的圆圈表示抑癌基因例如CDKN1B，抑癌基因在肿瘤中通常是下调表达或者发生了突变的，当IGF1R的发生表达下调或者突变时，则可导致协同致死。 而凡是能影响IGF1R或功能的因素，包括miRNA、lncRNA等等都可以成为研究的对象。故事讲到这，是不是又回到了酸菜的三十六策的逻辑里了，不同的是加入了“协同致死”这个表型。   外甥和医生舅舅的对话，最后有反转！  医学3D打印太逆天了！身体零件随时更换的时代终于要来了？  撰写毕业论文，好难？国外6名博士替你支招了！ |
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