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Nat Biotechnol:新型模型或有望帮助开发根治结肠癌的新型疗法

来源:生物谷 2017-05-03 09:42

图片摘自:Wikipedia/CC BY-SA 3.0

2017年5月3日 讯 /生物谷BIOON/ --日前,发表在国际杂志Nature Biotechnology上的一篇研究报告中,来自MIT的研究人员利用CRISPR基因编辑系统对小鼠进行研究发现,小鼠机体中或许能够产生和人类机体肿瘤非常相似的结肠肿瘤,相关研究或能帮助科学家阐明疾病进展的分子机制以及开发新型的治疗方法。

一旦形成后很多实验性的肿瘤都会扩散到肝脏中,这就好像人类结肠癌的惯用做法,这些转移是诱发结肠癌患者死亡的主要原因。然而这也是结肠癌研究中缺失的重要一环,目前并没有可靠的方法能够阐明原发性肿瘤从结肠部位转移到肝脏中的具体过程。研究者Tyler Jacks说道,基于CRISPR的基因编辑技术能够为癌症研究带来革命性的改变,包括更加快速且精准的构建小鼠模型,当然本文研究就是一个很好的例子。

很多年以来,科学家们一直采用两种不同的方法来模拟癌症,其中一种就是在实验室的培养皿中培养永生的癌细胞系,这样研究人员就能够在二维的细胞系中进行相关研究,但这种方法存在一定的限制,其并不能够真正产生肿瘤在体内的复杂环境;另外一种广泛使用的技术就是对小鼠进行工程化操作使其携带能够诱发癌症的突变,然而在培育小鼠上研究人员就需要花费很多年,尤其是如果要获得超过一种癌症相关的突变。

这项最新研究中,研究人员就利用CRISPR技术在类器官中引入了促癌突变,随后通过结肠镜检查将产生突变的类器官运输到结肠中,这样其就能够进行吸附并且形成肿瘤组织了。研究者Yilmaz表示,我们能够将3-D迷你肠肿瘤植入到受体小鼠的结肠中,这就能够对人类疾病的多个方面进行清楚研究和描述了。

研究者表示,在人类患者中,突变绝对不会只发生一次,随着肿瘤的进展突变会不断发生,而且其还会促进肿瘤变得恶性,更具侵袭性和转移性,如今研究者就需要在小鼠中模拟这些状况。随后研究人员让类器官携带一种名为APC的基因突变,这种基因突变是引发80%结肠癌患者的癌症起始突变,一旦肿瘤建立,其就会引入另外一种名为KRAS的突变,这种突变在结肠癌和很多类型的癌症中都存在。

随后科学家们通过对APC基因进行编辑,将CRISPR系统组分直接运输到结肠壁中来快速模拟结肠癌,同时他们加入CRISPR组分来对p53基因进行编辑,研究者Roper说道,这种新方法能够将过去开发遗传工程化小鼠的两年时间缩减到如今的几个月,同时还加入了携带CRISPR的基本基因编辑技术,同时研究者还利用p53和KRAS阐明了这一原则,CRISPR编辑技术和类器官的移植方法能够被用来快速模拟任何可能性的癌症相关基因。

这项研究中,研究者还能够将来自患者机体中的肿瘤细胞生长在类器官中,随后这些类器官能够被植入到小鼠机体中,这就为医生们提供了一种新方法来进行个体化医学的研究,这样他们就能够检测多种疗法抵御患者自身肿瘤细胞的疗效。目前研究者Yilmaz及其同事正在利用这些技术来研究诸如代谢、饮食以及老化等多种因子影响结肠癌发展的分子机制,同时研究人员还希望利用这种新技术来对潜在的新型结肠癌药物进行检测。(生物谷Bioon.com)

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原始出处:

Jatin Roper,Tuomas Tammela,Naniye Malli Cetinbas, et al. In vivo genome editing and organoid transplantation models of colorectal cancer and metastasis. Nature Biotechnology (2017) doi:10.1038/nbt.3836

O'Rourke KP, Loizou E, Livshits G,  et al. Transplantation of engineered organoids enables rapid generation of metastatic mouse models of colorectal cancer. Nat Biotechnol. 2017 May 1. doi: 10.1038/nbt.3837

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