CRISPR/Cas9基因编辑提高超声癌症治疗的有效性
对肿瘤进行超声波照射会导致脂质纳米颗粒（如上图所示）释放有害的 ROS 和 CRISPR/Cas9 基因编辑系统。学分：改编自 ACS Central Science 2021，DOI：10.1021/acscentsci.1c01143
声动力疗法使用超声波与药物结合在肿瘤部位释放有害的活性氧 (ROS)。然而，这种治疗并不是很有效，因为癌细胞可以激活抗氧化防御系统来抵消它。现在，在ACS Central Science上报道的研究人员已经通过 CRISPR/Cas9 基因编辑突破了这些防御，使声动力疗法能够有效地缩小肝癌小鼠模型中的肿瘤。
肝细胞癌是最常见的肝癌形式，预后较差，通过切除部分肝脏或移植健康肝脏的手术治疗不适合疾病更晚期的患者。由于超声波可以深入组织内部，因此声动力疗法可能是治疗肝细胞癌的一种有效的非侵入性方法。但目前，癌细胞可以通过激活一种叫做核因子红细胞2相关因子2（NFE2L2 ）的基因来迅速克服这种疗法。)，它部署了细胞的解毒和抗氧化酶防御。CRISPR/Cas9 基因编辑技术已被用于在实验室中敲除基因表达。因此，Wei Feng、许慧雄、Yu Chen 及其同事想知道他们是否可以通过使用这种技术降低NFE2L2表达来提高声动力疗法的有效性。
作为第一步，研究人员将 CRISPR/Cas9 系统和 ROS 前体分子封装在脂质纳米颗粒中。然后，他们用纳米颗粒处理培养皿中的肝细胞癌细胞。脂质纳米颗粒被细胞的溶酶体吸收。超声处理导致 ROS 形成，使溶酶体破裂，使 CRISPR/Cas9 系统进入细胞核并抑制NFE2L2基因表达。活性氧还破坏了其他细胞成分。结果，与没有NFE2L2基因编辑的情况相比，声动力疗法导致更多的癌细胞死亡。
接下来，该团队将纳米粒子治疗注射到植入了人类肝细胞癌肿瘤的小鼠体内。在纳米粒子和超声波联合治疗 15 天后，小鼠体内的所有肿瘤都消失了，并且没有复发。单独接受声动力学治疗的小鼠比未治疗的小鼠肿瘤更少，但添加 CRISPR/Cas9 系统显着提高了治疗的有效性。研究人员说，由于基因编辑只发生在超声波照射下的肿瘤组织中，因此不会导致健康组织中的基因突变。
参考：
“超声控制的 CRISPR/Cas9 系统增强肝细胞癌的声动力治疗”，作者 Haohao Yin、Liping Sun、Yinying Pu、Jifeng Yu、Wei Feng、Caihong Dong、Bangguo Zhou、Dou Du、Yan Zhang、Yu Chen 和 Huixiong Xu , 2021 年 12 月 8 日，ACS 中心科学。
DOI: 10.1021/acscentsci.1c01143
作者感谢中国国家自然科学基金委员会和上海市卫生健康委员会的资助。