在細(xì)胞水平以及模型小鼠身上證實(shí)，WRN和MSI是合成致死的“好搭檔”。

日前，來自英國Wellcome Sanger Institute團(tuán)隊(duì)，以及美國Broad Institute和Dana-Farber癌癥研究所聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，在頂級(jí)期刊《自然》上發(fā)表重要研究成果。

癌癥每年威脅數(shù)千萬人的生命健康，而盡管人類與癌癥之間的斗爭(zhēng)持續(xù)了數(shù)千年，但找到治療癌癥的方法其實(shí)非常有限，新藥研發(fā)也是困難重重，由于科學(xué)家們對(duì)于癌癥的了解有限，以至于很難找到有效的治療靶點(diǎn)。

究竟有多難呢？

根據(jù)一組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，每開發(fā)一種抗癌新藥耗費(fèi)的資金在10-20億美元之間，并且盡管如此，仍有90%以上的化合物倒在臨床研究環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)合成藥物之前，找到合適有效的靶點(diǎn)非常重要。

圖 | Mathew J. Garnett（左）和Kosuke Yusa（右）

本次由Mathew J. Garnett和Kosuke Yusa領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，敲掉了橫跨30個(gè)癌種的324種癌細(xì)胞系中的18009個(gè)基因，這讓癌細(xì)胞生長(zhǎng)不可或缺的基因被發(fā)現(xiàn)，其中628個(gè)基因是非常有潛力的抗癌靶點(diǎn)。與此同時(shí)，他們還基于自己開發(fā)的評(píng)價(jià)體系給這628個(gè)基因評(píng)了優(yōu)秀等級(jí)，生成了一份“癌細(xì)胞死亡名單”。

圖 | 癌細(xì)胞死亡名單

具體來說，經(jīng)過初步篩查，Garnett和Yusa團(tuán)隊(duì)得到了不少目標(biāo)基因，但初步結(jié)果不能得知哪些基因更適合作為抗癌靶點(diǎn)，于是其又開發(fā)出了一個(gè)計(jì)算框架，在這個(gè)框架上整合多個(gè)證據(jù)線為每個(gè)基因分配一個(gè)從0到100之間的優(yōu)先級(jí)分?jǐn)?shù)。然后進(jìn)一步分析排除有潛在毒性的靶點(diǎn)后，終于生產(chǎn)了包括628個(gè)基因的“獵殺癌細(xì)胞基因名單”。

其中有457個(gè)只出現(xiàn)一種或者兩種癌癥類型當(dāng)中，而且這些基因里面，有120個(gè)至少有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的生物標(biāo)志物，因此它們成為藥物靶點(diǎn)的可能性要更大一些。

研究人員又將這628個(gè)靶點(diǎn)分成了1、2、3組，其中1組有40個(gè)基因，它們往往已經(jīng)有獲批藥物，或者有藥物正在開展臨床研究；2組有277個(gè)基因，這些目標(biāo)靶點(diǎn)沒有藥物，但有基礎(chǔ)研究證明，它們的確有潛力；3組則包含了311個(gè)靶點(diǎn)，這些靶點(diǎn)目前沒有在研藥物，甚至連支撐的證據(jù)都很少見，這是全新的發(fā)現(xiàn)。

圖 | Adam J. Bass

另外一支由Adam J. Bass和Francisca Vazquez領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，基于兩個(gè)大型數(shù)據(jù)庫，專門給MSI（微衛(wèi)星不穩(wěn)定）找“合成致死”的基因。

結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)WRN基因（編碼一種DNA螺旋酶）非常關(guān)鍵。其在小鼠模型中證實(shí)WRN和MSI直接的合成致死抗癌效果。與Garnett和Yusa團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)暗合。

Adam J. Bass和Francisca Vazquez的團(tuán)隊(duì)為了驗(yàn)證Garnett和Yusa團(tuán)隊(duì)的新發(fā)現(xiàn)，其從2組中取出一個(gè)WRN靶點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的標(biāo)志物MSI做了一個(gè)小驗(yàn)證。結(jié)果在細(xì)胞水平以及模型小鼠身上證實(shí)，WRN和MSI是合成致死的“好搭檔”。

據(jù)了解，Adam J. Bass和Francisca Vazquez的團(tuán)隊(duì)受到PARP抑制劑合成致死抗癌的啟發(fā)，其從一開始認(rèn)定MSI是個(gè)好標(biāo)志物，因此希望能夠從癌細(xì)胞的基因中找到與MSI有合成致死效果的新靶點(diǎn)。

其將目標(biāo)聚焦在了現(xiàn)成的癌癥基因組研究數(shù)據(jù)庫上，一個(gè)叫DepMap，是個(gè)CRISPR-Cas9基因敲除數(shù)據(jù)庫；另一個(gè)叫Project DRIVE，是個(gè)RNA沉默數(shù)據(jù)庫。沒過多久他們就發(fā)現(xiàn)，73%存在MSI的癌細(xì)胞株系的生存離不開WRN，相反的，在沒有MSI的癌細(xì)胞中，WRN被敲除或者沉默并不影響癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。

這是典型的抗癌靶點(diǎn)。

圖 | WRN與MSI之間的關(guān)系

為了進(jìn)一步證明WRN與MSI之間的合成關(guān)系，研究人員先在癌細(xì)胞系中沉默了WRN的表達(dá)，確定WRN對(duì)存在MSI癌細(xì)胞的重要性，隨后其在小鼠模型上證實(shí)抑制WRN能夠顯著緩解小鼠MSI癌癥的生長(zhǎng)。此外，他們也在人體結(jié)腸癌衍生腫瘤模型中證實(shí)，攜帶MSI的結(jié)腸癌對(duì)WRN有極強(qiáng)的依賴性。

要知道，錯(cuò)配修復(fù)是維持細(xì)胞基因組穩(wěn)定的重要機(jī)制，如果錯(cuò)配修復(fù)相關(guān)基因發(fā)生突變，DNA在復(fù)制過程中發(fā)生的錯(cuò)誤就無法及時(shí)修復(fù)，MSI就出現(xiàn)了，這是癌癥發(fā)生的原因之一。

目前，攜帶MSI的癌癥患者有藥可用，F(xiàn)DA也已經(jīng)批準(zhǔn)PD-1抗體用于MSI腫瘤的治療，但其實(shí)只有一小部分患者能夠獲益，因?yàn)榇蟛糠只加蠱SI的患者對(duì)于PD1-抗體是不響應(yīng)的。而MSI在消化系統(tǒng)腫瘤尤其是肝癌、胃癌、腸癌，以及子宮內(nèi)膜癌中占比是比較高，很大一部分患者的疾病仍然難以治愈。

本次科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的WRN顯然讓這部分患者有了新的希望，并且一旦成藥后，隨用的伴隨診斷也會(huì)非常簡(jiǎn)單，只需要用普通的PCR的方法即可完成檢測(cè)。

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