癌症干细胞大牛Science新发现：CRISPR发现癌症中的突变信号

　　

生物通报道：荷兰乌德勒支大学的研究人员发表了题为“Use of CRISPR-modified human stem cell organoids to study the origin of mutational signatures in cancer”的文章，利用CRISPR构建癌症类器官，从中发现了癌症中突变特征的起源所在。这一研究成果公布在Science杂志上。

这项研究由荷兰乌德勒支大学医学中心分子遗传学教授Hans Clevers领导完成，Clevers现为荷兰艺术与皇家科学院主席、美国国家科学院院士，是Wnt信号转导通路、肠发育和相关癌症方面研究领域的顶尖专家。他曾首次克隆了TCF1基因，并首次将此干细胞在肠内证实，是干细胞与癌症生物领域大师级的科学家，Clevers也是生命科学突破奖、法国荣誉骑士勋章、荷兰狮子骑士勋章等荣誉获得者。在“干细胞在癌症发展过程中的作用”这一研究领域，他始终是一名领军人物。

2015年，Clevers研究组利用CRISPR/Cas9技术建立了结直肠癌（CRC）类器官，他们发现用含有干细胞巢蛋白（WNT、R-spondin、表皮生长因子EGF）的培养基，可以长期培养小鼠和人类的肠道干细胞，生成遗传学和表型稳定的上皮类器官。

研究人员将CRISPR/Cas9技术用于体外培养的人类肠道干细胞，陆续引入了四个最常见的结直肠癌基因突变（APC、P53、KRAS和SMAD4），之后通过去除培养基中的生长因子，来筛选发生了突变的细胞。在此基础上，Clevers研究组进一步通过CRISPR去除了人结肠组织中的关键DNA修复基因，然后进行延迟亚克隆（delayed sub-cloning）和全基因组测序。

结果他们发现，错配修复基因MLH1缺陷组织中的突变积累是由复制错误驱动的，并且他们也准确地模拟了在错配修复缺陷型结肠直肠癌中观察到的突变。研究人员还将这一方法应用于编码切除修复蛋白的癌症易感基因NTHL1，发现了之前曾在乳腺癌组群中观察到的突变足迹（signature 30）。由此研究人员认为signature 30来自于NTHL1突变。

此前也有研究团队采用类似的方法，通过CRISPR系统引入突变，建立了结直肠癌模型。Clevers指出，自己的结直肠癌发展模型能够更贴切的反映活体内的肿瘤发展，因为他们对突变细胞进行了筛选，而且所有sgRNA均靶标突变热点。


作者简介：

1991至2002年，Hans Clevers任荷兰乌得勒支大学免疫学教授。2002年起Hans Clevers任该校分子遗传学方面的教授。2002至2012年，Hans Clevers主管荷兰Hubrecht研究所，从2012年开始成为荷兰皇家艺术与科学院主席，2014年当选为美国国家科学院院士。Hans Clevers是干细胞与癌症生物领域大师级的科学家，首次克隆了TCF1基因，并首次将此干细胞在肠内证实。Hans Clevers是生命科学突破奖、法国荣誉骑士勋章、荷兰狮子骑士勋章等荣誉获得者。

原文标题：

Use of CRISPR-modified human stem cell organoids to study the origin of mutational signatures in cancer