11月15日,發(fā)表在《Cell》雜志上題為“Genome-wide CRISPR Screens in Primary Human T Cells Reveal Key Regulators of Immune Function”的論文中,科學家們證實,SLICE這一強大的工具能夠快速評估患者“原始”免疫細胞(“primary” immune cells)中每個基因的功能,從而指導研究人員更好地改造免疫細胞,以對抗癌癥和其他疾病。
“利用SLICE,我們每次改變一個細胞中的一個基因,看看哪個基因的改變會使細胞發(fā)揮我們想要的功能,最終,這將幫助我們開發(fā)更有效的下一代免疫細胞療法。”論文通訊作者Alex Marson博士解釋道。
SLICE技術
事實上,SLICE這一技術是基于Marson博士實驗室最近發(fā)表的一項成果開發(fā)出來的。今年7月,在一篇《Nature》論文中,Marson博士等報道稱,他們能夠利用電穿孔將“基于CRISPR的基因編輯結構”(CRISPR-based gene-editing constructs)遞送到免疫細胞中。
最新開發(fā)的SLICE技術融合了“電穿孔”以及“傳統(tǒng)的用病毒遞送CRISPR系統(tǒng)組件的方法”。這種基于電穿孔的CRISPR技術(electroporation-based CRISPR method)能夠用于改造基因,重編程免疫細胞,進而提高療效。
發(fā)現(xiàn)“關鍵”基因
具體來說,在新研究中,Marson博士等首先測試了是否能夠利用SLICE鑒定出讓T細胞(一種常見的免疫細胞)更有效復制的基因。這對基于T細胞的癌癥免疫療法是非常重要的。因為,目前為止,這類療法還只是對某些惡性腫瘤有效,科學家們認為,鑒定出能夠促進T細胞增殖的基因可讓免疫療法適用于更廣泛的患者。
實驗結果是喜人的!借助SLICE,Marson博士等不僅鑒定出了促進T細胞增殖的基因,還找到了抑制T細胞增殖的基因。盡管其中一些基因先前已經通過其他方法被發(fā)現(xiàn)了,但也有很多基因是新發(fā)現(xiàn)的。
找到這些關鍵基因后,研究人員從多名人類捐贈者中獲取了原始的T細胞,然后刪除了這些細胞中抑制增殖的基因。當將這些改造后的T細胞與癌細胞一起培養(yǎng)時,它們展現(xiàn)出了顯著增強的抗癌能力。這表明,科學家們能夠對SLICE鑒定出的這些基因進行編輯,將原始的T細胞轉變?yōu)橐环N強大的潛在療法。
打破“癌癥的防御”
不過,想要“打敗癌癥”,并不是一件容易的事情。癌癥免疫療法經常失敗,因為,腫瘤微環(huán)境中充滿了很多阻止T細胞釋放全部抗癌潛能的化合物(即,免疫抑制劑)。
“在腫瘤微環(huán)境中,T細胞似乎是被抑制的。因此,我們想知道,SLICE是否能夠幫助我們找到一種方法,使T細胞克服這種抑制。”參與該研究的Julia Carnevale說。
最終,研究表明,SLICE確實能夠用來“喚醒”被抑制的T細胞。具體來說,利用SLICE,科學家們在T細胞上找到了被腫瘤微環(huán)境中一種叫做腺苷(adenosine)的免疫抑制劑靶向的基因。刪除這些基因,即便在有腺苷存在的情況下也能促進T細胞增殖。
作者們認為,SLICE是一個靈活的平臺,可讓科學家們模擬免疫細胞與腫瘤微環(huán)境之間的相互關系。同時,它也代表了研究基因功能的工具的進步。“鑒于這種技術的靈活性,SLICE總有一天會幫助科學家們開發(fā)出個性化的新型免疫細胞療法。” Marson博士展望道。
參考資料:
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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