荷兰艺术与皇家科学院主席、美国国家科学院院士Hans Clevers教授领导研究团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术建立了体外结直肠癌(colorectal cancer,CRC)类器官,移植到小鼠体内后会长成腺瘤。
肠道上皮细胞自我更新很快,但这也带来了一定的风险。人们发现,肠道的隐窝干细胞可能是肿瘤形成的起始点,在肿瘤细胞的分化、增殖及凋亡中发挥重要作用。
用含有干细胞
巢蛋白(stem-cell-niche
factors)(WNT、R-spondin、表皮生长因子和noggin蛋白)的培养基,可以长期培养小鼠和人类的肠道干细胞,形成遗传学和表型稳定
的上皮类器官。结直肠癌通常由腺瘤缓慢发展而成,其发展很可能是一个陆续获得基因突变的缓慢过程。研究人员用CRISPR/Cas9技术在体外培养的人类
肠道干细胞中先后引入4个最常见的结直肠癌基因突变(APC、P53、KRAS和SMAD4),再通过去除培养基中的单个生长因子,来筛选癌变的细胞。
研
究显示,有4个基因突变的细胞的生长无需任何干细胞巢蛋白,能耐受P53基因的稳定剂Nutlin-3。这些细胞移植到小鼠体内后,会长成侵袭性肿瘤。研
究人员还发现,APC和P53突变就足以引起广泛的染色体数量异常,是肿瘤发展的标志性事件。该发现对未来研究人类癌症生物学、建立新的治疗方法有重要价值。(作者:包丽霞)
参考文献:Nature 2015;521:43-47