2020 年諾貝爾化學(xué)獎授予 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer Doudna，因為他們開發(fā)了成簇規(guī)則間隔短回文重復(fù)序列/CRISPR 相關(guān)核酸酶 9 (CRISPR/Cas9) 基因編輯技術(shù)，為精確基因編輯提供了新工具。實際上，僅使用帶有短 RNA 的復(fù)雜核酸酶蛋白作為位點特異性核酸內(nèi)切酶就可以靶向任何基因組位點。

由于癌癥是由腫瘤細(xì)胞的基因組變化引起的，CRISPR/Cas9可用于癌癥研究領(lǐng)域，對基因組進(jìn)行編輯，探索腫瘤發(fā)生發(fā)展的機(jī)制。近年來，CRISPR/Cas9系統(tǒng)在癌癥研究和治療中得到越來越多的應(yīng)用，并取得了顯著的成果。本文主要介紹了基于CRISPR/ cas9的基因編輯系統(tǒng)的機(jī)制和發(fā)展，并對該技術(shù)在腫瘤基礎(chǔ)研究、診斷和治療中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。此外，還討論了CRISPR/Cas9在腫瘤研究新熱點中的潛在應(yīng)用，并指出了面臨的挑戰(zhàn)和未來的方向。

圖片來源：https://doi.org/10.1186/s12943-021-01431-6

癌癥是一種死亡率高且受到全球關(guān)注的難治性疾病。惡性腫瘤導(dǎo)致全球六分之一的死亡，從而威脅到成千上萬人的生命。盡管在癌癥治療領(lǐng)域，包括手術(shù)、放療、化療、靶向生物治療和新型聯(lián)合治療等方面取得了許多令人振奮的成果，但高的術(shù)后復(fù)發(fā)率、放療/化療耐藥性和有害的毒副作用仍然是生存時間和生活質(zhì)量的障礙。研究表明，癌癥是一種潛在的致命疾病，它積累了多個基因，并改變了整個基因組的表觀遺傳學(xué)。癌癥中基因的突變通常會推動癌癥的進(jìn)程并影響腫瘤發(fā)生的未來。在過去的二十年中，高通量測序技術(shù)鑒定了大量與癌癥發(fā)生和發(fā)展相關(guān)的基因?；谶@些進(jìn)展，基因編輯技術(shù)有望通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)和糾正基因突變來治療癌癥，這可能導(dǎo)致精準(zhǔn)腫瘤領(lǐng)域的進(jìn)一步突破。

包括鋅指核酸內(nèi)切酶 (ZFN)、轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)核酸酶 (TALEN) 和成簇規(guī)則間隔短回文重復(fù)序列/CRISPR 相關(guān)核酸酶 (CRISPR/Cas) 系統(tǒng)在內(nèi)的多種技術(shù)被應(yīng)用于實現(xiàn)基因編輯。CRISPR/Cas系統(tǒng)具有設(shè)計簡單、實施迅速、成本低、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點，研究者認(rèn)為它是一個革命性的基因編輯工具箱，已擴(kuò)展到幾乎所有基因組目標(biāo)。特別是，該系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于癌癥研究，并已成為一種潛在的癌癥診斷和治療方法。獲得2020年諾貝爾化學(xué)獎是CRISPR基因編輯優(yōu)勢的有力證明。

在本文中，作者重點介紹了CRISPR/Cas基因編輯技術(shù)如何為癌癥基礎(chǔ)研究、診斷和治療開辟新途徑。作者還討論了CRISPR/Cas技術(shù)目前的局限性，并展望了未來CRISPR/Cas技術(shù)在癌癥生物學(xué)中的發(fā)展方向。

CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)的機(jī)制

圖片來源：https://doi.org/10.1186/s12943-021-01431-6

在短短幾年時間里，CRISPR/Cas9作為一種穩(wěn)定、高效、簡單、廣泛應(yīng)用的基因編輯技術(shù)迅速出現(xiàn)并發(fā)展起來。事實上，CRISPR/Cas9已經(jīng)從根本上影響了許多領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)、生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)，但從快速增長的出版物中積累的數(shù)據(jù)可以證明，沒有哪個領(lǐng)域比癌癥研究受到的影響更深遠(yuǎn)。快速準(zhǔn)確地實現(xiàn)基因組的能力為腫瘤發(fā)生和發(fā)展機(jī)制的一個新的和更詳細(xì)的前景打開了窗口。更重要的是，CRISPR/cas9基因編輯技術(shù)為癌癥治療帶來了巨大的希望。然而，在該技術(shù)能夠安全有效地應(yīng)用于癌癥的臨床治療之前，仍存在一些挑戰(zhàn)。（世聯(lián)博研(Bioexcellence) 世聯(lián)博研Bioexcellence）

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