突破！我國學者發現癌症治療新物質

由於腫瘤發展過程中不同的腫瘤細胞亞群的積累，腫瘤異質性已成為導致常規癌症治療失敗的重要因素之一。

為了克服腫瘤異質性並減少復發，最近已開發出多種藥物的聯合療法同時抑制多種腫瘤細胞亞群以增強治療效果並改善預後。但是，腫瘤生長過程中基因突變的隨機性和多樣性使得幾乎不可能用多種藥物來覆蓋所有腫瘤細胞亞群。此外，藥物之間不同的藥代動力學和體內分佈進一步增加了藥物組合的複雜性。

儘管藥物遞送系統可以通過將多種藥物裝入同一遞送系統中解決藥代動力學和體內分佈的差異，但是許多常見類型的抗腫瘤藥物（例如化療藥和基因藥物）在物理化學性質上的不相容導致它們無法混合在一起共同給藥，因此需要專門設計的藥物遞送系統來保持其抗腫瘤功效。這些問題對基於傳統藥物開發針對異質性腫瘤的治療方法提出了巨大挑戰。因此十分有必要發展一種新穎且更實用的抗癌策略以克服腫瘤異質性。

近年快速發展的簇狀規則間隔的短迴文重複序列（CRISPR）/CRISPR相關蛋白9（Cas9）基因組編輯技術為癌症治療提供了新的平臺。目前，對基於CRISPR/Cas9技術的癌症療法的最新研究主要集中在開發遞送載體以提高生物利用度，從而在腫瘤中實現有效的基因編輯。然而，基於CRISPR/Cas9技術的癌症療法的一個基本優勢是能夠通過簡單地改變sgRNA來實現對不同靶點的編輯，這種獨特的能力賦予CRISPR/Cas9系統通過遞送Cas9和sgRNA的組合來抑制異質性腫瘤中多個細胞亞群的可能性，為治療異質性腫瘤的提供了潛在的通用平臺。

示意圖. a）製備nanoRNP的示意圖。 b）體內異質性腫瘤模型的構建和nanoRNP在體內的遞送過程。

近期，南開大學劉陽研究員，史林啟教授、天津醫科大學康春生教授以及哈爾濱醫科大學蔣傳路教授合作在Nano letters（DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b02501）上發表文章，提出了一種納米核糖核蛋白複合物（nanoRNP），可以通過攜帶sgRNA的組合有效的克服腫瘤異質性實現對異質性腫瘤的有效抑制。NanoRNP由Cas9蛋白、任意sgRNA的組合以及合理設計的響應性聚合物組成，該聚合物賦予nanoRNP較高的血液循環穩定性、更好的腫瘤富集能力，並最終在腫瘤細胞中實現高效的基因編輯（示意圖）。南開大學博士研究生劉琦為本論文的第一作者，論文通訊作者為劉陽研究員、康春生教授、史林啟教授和蔣傳路教授。

圖1. nanoRNP在體外異質性腫瘤模型中同時抑制多種細胞亞群。

如圖1a所示，研究人員首先使用病毒分別沉默了U87MG細胞的STAT3和RUNX1並篩選出穩定的細胞系（87MGLV-STAT3-mcherry和U87MGLV-RUNX1-GFP），其增殖分別對STAT3和RUNX1的表達降低敏感，隨後共培養兩種細胞系建立體外腫瘤異質性模型。通過攜帶靶向STAT3和RUNX1的sgRNA的組合，nanoRNP（nanoRNP-STAT3+RUNX1）可以同時抑制異質性腫瘤模型中的兩種細胞亞群的生長。然而，只攜帶一種sgRNA的nanoRNP（nanoRNP-STAT3和nanoRNP-RUNX1）只能對其中一種對應的細胞亞群實現抑制（圖1b,c,d）。

圖2. nanoRNP在荷瘤小鼠上克服腫瘤異質性實現高效腫瘤治療。

為了進一步探究nanoRNP能否在體內克服腫瘤異質性實現對荷瘤小鼠的有效治療，研究人員首先對裸鼠皮下共注射兩種細胞系建立異質性腫瘤模型（圖2a）。腫瘤抑制結果顯示，nanoRNP-STAT3+RUNX1可以對異質性腫瘤的生長實現最有效的抑制，然而，nanoRNP-STAT3和nanoRNP-RUNX1只能對異質性腫瘤的生長實現有限的抑制（圖2b,c）。隨後，研究人員對腫瘤組織切片進行免疫熒光分析發現nanoRNP-STAT3+RUNX1可以同時抑制異質性腫瘤中的兩種細胞亞群，從而實現最有效的腫瘤抑制（圖2d），Ki-67分析進一步證實了這一結果（圖2e）。考慮到腫瘤異質性與癌症發展、耐受和復發之間的密切聯繫，此研究中nanoRNP提供了一種更先進的癌症治療方法來克服腫瘤異質性以實現對惡性腫瘤的有效治療。

原文鏈接：

10.1021/acs.nanolett.9b02501