综述:探索癌症治疗中的合成致死:CRISPR-Cas9技术带来新希望

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer 9.7

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  这篇综述系统阐述了CRISPR-Cas9技术在癌症合成致死(SL)研究中的突破性应用,重点探讨了其如何通过高通量筛选揭示基因互作网络,识别新型治疗靶点(如PARPis/BRCA、WEE1、ATR等),并解析耐药机制。文章整合了CRISPR筛选(包括CRISPRi/a)在突变配对、药物联用及多组学交叉验证中的策略,为精准医学提供了从基础到临床的转化视角。

  

背景
合成致死(SL)概念源于果蝇研究,指两个基因同时失活导致细胞死亡,而单独失活则无影响。这一现象在癌症治疗中具有重要价值,例如PARP抑制剂(PARPis)对BRCA突变肿瘤的显著疗效。随着CRISPR-Cas9技术的成熟,其高效、精准的基因编辑能力为SL研究提供了全新工具。

SL效应与分类
SL可分为无条件型和条件型两类。无条件型SL不依赖特定条件,如BRCA突变细胞对PARP抑制的敏感性;条件型SL则需特定刺激(如DNA损伤剂或代谢压力)触发。近年研究发现,SL不仅存在于基因对之间,还可扩展至功能通路和细胞器层面,例如DNA损伤修复(DDR)通路中的ATM/ATR互作。

CRISPR技术原理
CRISPR-Cas9系统由向导RNA(sgRNA)和Cas9核酸酶组成,通过sgRNA引导Cas9靶向切割DNA。其应用已从基因敲除扩展到转录调控(CRISPRi/a)。全基因组CRISPR筛选通过构建sgRNA文库,结合深度测序,可系统性分析基因功能依赖性和药物敏感性。

应用场景

  1. 靶点发现:在KRAS突变胰腺癌中,CRISPR筛选揭示了MEK抑制剂的SL靶点;TP53突变肿瘤中,WEE1抑制剂显示出协同致死效应。
  2. 耐药机制:针对PARPis耐药性,筛选发现ALC1基因缺失可恢复药物敏感性。此外,联合ATR抑制剂(如M6620)可克服铂类耐药。

挑战与展望
尽管CRISPR筛选存在脱靶效应和库复杂度等问题,但通过高保真Cas9变体(如SpCas9-HF1)和单细胞技术(如Perturb-seq)可优化结果。未来,结合人工智能和多组学数据将加速SL靶点的临床转化,为耐药肿瘤患者提供新希望。

临床转化
目前多项临床试验(如NCT04298008)正在评估SL靶向药物(如AZD6738联合奥拉帕尼)的疗效。这些研究不仅验证了CR筛选的预测价值,也推动了个体化治疗的发展。

结论
CRISPR-Cas9技术正重塑癌症治疗范式,其与SL策略的结合为攻克肿瘤异质性和耐药性提供了革命性路径。随着技术迭代和跨学科融合,精准医学时代下的合成致死疗法将迎来更广阔前景。

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