用基因編輯逆轉癌細胞，中國科學家取得重大突破

人類對癌症的奮戰，曠日持久，備受挫折；然而沒有放棄，且總結經驗，正愈戰愈勇。

多年研究，人類終於發現，攻克癌症只剩下了兩條路：

一條是免疫療法，一條是基因療法。

先說說免疫療法，當下免疫治療十分火熱，遺憾的是，大部分人卻無法從免疫治療中獲益，或者獲益有限。

這個問題存在的原因，一方面是腫瘤可能還存在其他抑制免疫系統的方式，使得免疫治療藥物無法起作用。另一方面還在於腫瘤進化出了耐葯機制，使得藥物的效果大打折扣，甚至直接失效。

正在人們對免疫檢查點抑製劑的耐藥性問題束手無策時，最近，哈佛大學的W. Nicholas Haining博士率領的研究團隊發現，將腫瘤的ADAR1基因敲除後，便能大幅增強腫瘤對免疫治療藥物的敏感性，克服腫瘤對免疫治療的耐藥性。

這個發現對於克服當前面臨的免疫治療耐藥性問題，具有重要的指導意義。這項研究發表在頂級學術期刊《自然》上。

W. Nicholas Haining博士

免疫系統在對腫瘤發起攻擊時，首先要對腫瘤進行識別，這需要有腫瘤抗原的存在。腫瘤抗原包括腫瘤在癌變過程中產生的新抗原，以及腫瘤異常表達或過表達的抗原物質。

這些抗原可以是蛋白抗原，也可以是腫瘤特異的核酸，包括DNA和RNA。

患者在接受免疫治療的過程中，往往會出現抗原丟失的現象，使得免疫系統不能對其進行識別，進而無法引發免疫反應。這是腫瘤對免疫治療產生耐藥性的重要原因。

尋找背後的耐葯機制，對於讓患者從免疫治療中獲益有極大的幫助。

腫瘤免疫反應

2017年， W. Nicholas Haining團隊通過CRISPR技術對潛在的免疫治療新靶點進行了大規模篩選，鑒定出了很多與腫瘤免疫相關的基因，這項研究發表在《自然》上。

在這些基因中，有一個叫ADAR1的基因表現尤為突出。當將腫瘤的ADAR1基因敲除後，耐葯的腫瘤竟然能響應免疫治療藥物了！

W. Nicholas Haining團隊證實ADAR1基因賦予了腫瘤細胞對免疫治療的耐藥性。

他們將ADAR1敲除的腫瘤細胞移植到小鼠體內後，發現腫瘤能很好地響應免疫治療藥物，炎症反應更強，且腫瘤幾乎完全消失。與此相反，未敲除ADAR1基因的腫瘤則對免疫治療沒有響應。

ADAR1基因敲除後，再進行免疫治療，腫瘤幾乎被完全消滅

隨後，研究人員對浸潤腫瘤的免疫細胞進行了單細胞測序，發現在敲除ADAR1基因的腫瘤組織中，幾乎所有類型免疫細胞的IFN反應都變強了。

將腫瘤ADAR1基因敲除後，再進行免疫治療時，IFN信號通路便能被激活，從而抑制腫瘤細胞的生長，並引發炎症反應。

只要腫瘤中的IF信號能引起足夠強的炎症反應，就能起到治療腫瘤的效果。

另外通過另一種基因編輯技術，達到逆轉癌細胞目的，被中國科學家實現了！

中國東方肝膽外科醫院團隊成功將肝癌細胞重編程並使得癌細胞回歸正常細胞。

這麼厲害的研究成果來自第二軍醫大學東方肝膽外科醫院王紅陽院士和丁勁教授的研究團隊，通過細胞重編程技術，成功地在體內將肝癌細胞逆轉為肝細胞樣細胞（reprogrammed hepatocytes，rHeps）。

rHeps不僅逆轉了癌細胞過度增殖等惡性表型，恢復了分泌白蛋白（ALB）、合成糖原、藥物代謝等肝細胞特異性功能，還能夠在肝功能衰竭小鼠模型中重建肝小葉、恢復肝功能。（相關文章發表在《細胞研究》上）

這項研究的成功完全擴展了現今對細胞重編程的認識，為癌症治療提供了一條新的途徑。

王紅陽院士（右2）和她的研究團隊

肝細胞核因子（HNF）是肝細胞特異性表達的一類轉錄因子，在肝細胞分化和維持肝功能中發揮著重要作用。

2011年，來自中國科學院上海生命科學院上海生化和細胞研究所的惠利健研究員，成功地利用肝細胞核因子將小鼠成纖維細胞誘導為功能性肝細胞樣細胞（iHeps），為細胞重編程在醫療上的應用提供了更廣闊的前景。

既然可以通過表達肝細胞核因子將成纖維細胞重編程為肝細胞樣細胞，那麼是不是也能夠將肝癌細胞誘導為正常的肝細胞？

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科學發展總是需要天馬行空的腦洞，還有小心謹慎的實驗驗證。

在肝癌患者中，某些肝細胞核因子水平低於健康人群，水平發生變化的這幾種核因子種類排列組合的方式挺多：HNF1A、HNF4A、FOXA3三種核因子水平或獨自降低、或兩兩組合地降低，還有50%的患者三種核因子水平都降低了。

在之前的研究中，研究人員還發現肝細胞核因子HNF4A的高表達可以抑制肝癌細胞的增殖。於是，HNF1A、HNF4A和FOXA3這三種肝細胞核因子就被「盯上了」。

在這次的研究中，研究人員利用腺病毒載體將HNF1A、HNF4A和FOXA3三種肝細胞核因子導入肝癌細胞，感染率接近100%，肝細胞的標誌性基因表達水平逐漸升高，在7天的時間裡，被重編程的肝癌細胞（rHeps）逐漸變得扁平，表現出明顯的肝細胞形態學特點。

重編程的癌細胞（右）表現出明顯的肝細胞形態特點

令人欣慰的是，rHeps可不是「表裡不一」的壞傢伙，不僅形態從腫瘤細胞變成了普通細胞，功能也發生了相應的改變。

近一步的實驗結果顯示，rHeps的增殖速度明顯低於對照組細胞，遷移能力極低，腫瘤最嚇人的是什麼？不就是它「無限增殖」還「移形換影」的超能力嘛！

研究人員將rHeps接種於小鼠雙側背側，14天後，接種癌細胞的小鼠無可奈何地被腫瘤俘虜，而接種rHeps的小鼠直至第60天依然沒有發現腫瘤生成。這就說明，邪惡的腫瘤表型已經消失了！

接種rHeps的小鼠直至第60天依然沒有發現腫瘤生成

優秀的rHeps不僅脫離了癌細胞的惡性增殖表型，還可以行使一定的肝細胞特有功能。諸多肝細胞標誌性基因表達上升，糖原的儲存、乙醯化低密度脂蛋白（ac-LDL）的攝取等肝細胞標誌性功能逐漸恢復。

並且，細胞色素P450酶（CYP450）的水平顯著上升，CYP450可是肝臟解毒功能的重要參與者，其表達水平和藥物反應在評價肝細胞藥物代謝能力上幾乎可以「一錘定音」。

當然了，僅僅靠移植細胞是搞不定癌症的，得看這三種核因子在體內是不是也同樣能大展神威。研究人員將三種核因子導入肝癌模型小鼠，成功地實現了在小鼠體內逆轉肝癌細胞，rHeps在小鼠肝臟內廣泛分布，並且顯著提高了小鼠的生存率。

肝癌是全球第六大常見癌症，死亡率在所有癌症中高居第三。儘管相關的診斷和治療已經取得了巨大的進展，但是依然沒有辦法阻止肝癌奪走人類生命的腳步。

通過外源表達三種肝細胞核因子，可以誘導內源性核因子的表達，使重編程細胞表現出健康的肝細胞表型，甚至可恢復肝細胞的部分標誌性功能，這是首次實現腫瘤細胞在體內的逆轉並建立正常的組織結構和功能，是癌症治療路上一條充滿了希望的新途徑！

或許，在之後的研究中，可以利用細胞重編程技術，將更多種類的實體瘤逆轉為正常細胞！肺癌細胞、腦癌細胞、乳腺癌細胞等等全部安排上！

（來源：文匯網）

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