Theranostics：首次应用CRISPR/Cas9系统特异靶向KRAS G12S肿瘤突变 | CNGBdb支撑发表科研成果

2020年4月，深圳华大生命科学研究院的高千千博士及团队成员在生物医学1区杂志《Theranostics》（IF=8.579）发表其最新研究成果：分别从基因敲除和转录抑制方面特异地靶向KRAS-G12S突变，抑制肿瘤生长。此项研究展示了CRISPR系统用于靶向肿瘤驱动基因从而治疗肿瘤的潜力。

支持此项研究的数据已保存在国家基因库生命大数据平台（CNGBdb），项目编号：CNP00000672

研究背景

KRAS是肿瘤中发生突变最多的原癌基因之一。由于KRAS与GTP/GDP的高亲和力（picomolar）以及KRAS蛋白相对光滑的蛋白结构，使得其在蛋白层面缺少靶向位点。而在基因层面如何靶向KRAS，则成为一个非常吸引人的问题。

目前已有相关研究初步证明了利用CRISPR/Cas9系统特异性阻断突变肿瘤的策略。KRAS-G12V、KRAS-G12D和KRAS-G13D也被CRISPR/Cas9系统作为控制肿瘤生长的靶点。尽管如此，但G12S突变在直肠癌、大肠腺癌和结直肠癌中的发生率高于其他癌症类型，却尚未被CRISPR系统作为目标。

研究内容

研究团队使用CRISPR/SpCas9基因编辑系统和dCas9-KRAB转录抑制系统，分别从基因敲除和转录抑制层面，靶向KRAS-G12S驱动突变。

当在瘤内分别注射这两个系统后，G12S突变的肿瘤生长受到明显抑制，且基因敲除系统比起转录抑制系统抑瘤效果更加显著。同时，无G12S突变的肿瘤的生长不受影响。

在此基础上，研究团队分析了31555个SNP突变。通过PAM序列分析，发现选出的Top20的肿瘤驱动突变均可被CRISPR系统（SpCas9,SaCas9,LbCpf1）靶向编辑，且SpCas9和SaCas9比起LbCpf1可被编辑率更高。该分析流程可以用来寻找包含驱动突变的PAM序列，以及合适的靶向位点。

研究意义

该研究利用CRISPR系统的单碱基识别特性，实现了特异性靶向肿瘤驱动突变进而抑制肿瘤生长，而不会对不含该突变的正常组织产生影响，为未来临床治疗含有驱动突变的肿瘤提供了新思路。

补充阅读：CRISPR/Cas9课程回顾

上述文章的共同通讯作者和并列第一作者高千千博士教你如何应用CRISPR/Cas9！

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参考文献：
Gao Q, Ouyang W, Kang B, et al. Selective targeting of the oncogenic KRAS G12S mutant allele by CRISPR/Cas9 induces efficient tumor regression[J]. Theranostics, 2020, 10(11): 5137. 
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