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Cell突破:癌症免疫疗法“不够牛”?“魔剪”CRISPR发力了!

2018/11/19 来源:生物探索
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导读
如何让癌症免疫疗法更有效?这是很多科学家正在探索的问题。上周,来自加州大学旧金山分校的研究者们获得了一项突破成果:开发出了一种基于“魔剪”CRISPR的新技术——SLICE,有望大大提升免疫疗法的抗癌能力。


图片来源:Cell

11月15日,发表在《Cell》杂志上题为“Genome-wide CRISPR Screens in Primary Human T Cells Reveal Key Regulators of Immune Function”的论文中,科学家们证实,SLICE这一强大的工具能够快速评估患者“原始”免疫细胞(“primary” immune cells)中每个基因的功能,从而指导研究人员更好地改造免疫细胞,以对抗癌症和其他疾病。

“利用SLICE,我们每次改变一个细胞中的一个基因,看看哪个基因的改变会使细胞发挥我们想要的功能,最终,这将帮助我们开发更有效的下一代免疫细胞疗法。”论文通讯作者Alex Marson博士解释道。


图片来源:Nature

SLICE技术

事实上,SLICE这一技术是基于Marson博士实验室最近发表的一项成果开发出来的。今年7月,在一篇《Nature》论文中,Marson博士等报道称,他们能够利用电穿孔将“基于CRISPR的基因编辑结构”(CRISPR-based gene-editing constructs)递送到免疫细胞中。

最新开发的SLICE技术融合了“电穿孔”以及“传统的用病毒递送CRISPR系统组件的方法”。这种基于电穿孔的CRISPR技术(electroporation-based CRISPR method)能够用于改造基因,重编程免疫细胞,进而提高疗效。


图片来源:Cell

发现“关键”基因

具体来说,在新研究中,Marson博士等首先测试了是否能够利用SLICE鉴定出让T细胞(一种常见的免疫细胞)更有效复制的基因。这对基于T细胞的癌症免疫疗法是非常重要的。因为,目前为止,这类疗法还只是对某些恶性肿瘤有效,科学家们认为,鉴定出能够促进T细胞增殖的基因可让免疫疗法适用于更广泛的患者。

实验结果是喜人的!借助SLICE,Marson博士等不仅鉴定出了促进T细胞增殖的基因,还找到了抑制T细胞增殖的基因。尽管其中一些基因先前已经通过其他方法被发现了,但也有很多基因是新发现的。

找到这些关键基因后,研究人员从多名人类捐赠者中获取了原始的T细胞,然后删除了这些细胞中抑制增殖的基因。当将这些改造后的T细胞与癌细胞一起培养时,它们展现出了显著增强的抗癌能力。这表明,科学家们能够对SLICE鉴定出的这些基因进行编辑,将原始的T细胞转变为一种强大的潜在疗法。


Credit University of Alberta

打破“癌症的防御”

不过,想要“打败癌症”,并不是一件容易的事情。癌症免疫疗法经常失败,因为,肿瘤微环境中充满了很多阻止T细胞释放全部抗癌潜能的化合物(即,免疫抑制剂)。

“在肿瘤微环境中,T细胞似乎是被抑制的。因此,我们想知道,SLICE是否能够帮助我们找到一种方法,使T细胞克服这种抑制。”参与该研究的Julia Carnevale说。

最终,研究表明,SLICE确实能够用来“唤醒”被抑制的T细胞。具体来说,利用SLICE,科学家们在T细胞上找到了被肿瘤微环境中一种叫做腺苷(adenosine)的免疫抑制剂靶向的基因。删除这些基因,即便在有腺苷存在的情况下也能促进T细胞增殖。


Alex Marson, MD, PhD, co-senior author of the study.(图片来源:UCSF)

作者们认为,SLICE是一个灵活的平台,可让科学家们模拟免疫细胞与肿瘤微环境之间的相互关系。同时,它也代表了研究基因功能的工具的进步。“鉴于这种技术的灵活性,SLICE总有一天会帮助科学家们开发出个性化的新型免疫细胞疗法。” Marson博士展望道。

责编:风铃

参考资料:

New ‘SLICE’ Tool Can Massively Expand Immune System’s Cancer-Fighting Repertoire

Genome-wide CRISPR Screens in Primary Human T Cells Reveal Key Regulators of Immune Function

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