CRISPR是在20世纪90年代初被发现的，并在7年后首次用于生化实验，此后迅速成为人类生物学、农业和微生物学等领域研究人员中最流行的基因编辑工具。与其他用于基因工程的工具相比，CRISPR更精确、廉价、易于使用，而且功能非常强大。人们对使用CRISPR方法进行基因编辑的潜力寄予了很大希望，认为它是未来精准医疗的关键部分。
然而，在该方法能够成为医院的常规治疗方法之前，需要克服几个障碍。
其中一个挑战与细胞在受到DNA损伤时的行为有关，在发表于《Nature Medicine》上研究显示[1]，来自瑞典卡罗琳学院等机构的研究人员发现，CRISPR在基因编辑过程中造成的DNA双链断裂，会激活p53蛋白通路，引起多能干细胞的凋亡。反过来也就是说，经基因编辑后还能存活下来的细胞，通常存在p53功能缺陷。
p53缺陷是至今已知的与癌症相关的最普遍的基因突变。p53基因被称为“抑癌基因”，其编码的p53蛋白的重要作用之一是调控细胞分裂和增殖。正常情况下，一旦该基因察觉有严重DNA损伤或染色体结构变异的“坏”细胞，p53基因会抑制细胞的分裂，并引导细胞自杀。缺乏p53会使细胞开始不受控制地生长，发展成为癌症。在一半以上的癌症患者身上，p53的基因发生了突变，无法避免细胞不受控制地分裂。因此，避免这种突变细胞的富集（积累）是很重要的。
最近，来自瑞典卡罗琳学院的另一群研究人员在CRISPR、p53和其他癌症基因之间发现了新的联系，可以防止突变细胞的积累而不影响CRISPR的有效性。这项研究发表在《Cancer Research》上[2]。
主要基于CRISPR、分离细胞的CRISPR筛选实验和DepMap数据库的分析，研究人员发现具有p53基因失活突变的细胞在受到CRISPR的影响时获得了生存优势，因此可以在混合细胞群中积累。
研究人员还确定了一个具有与p53基因突变类似效果的关联基因网络，并表明短暂抑制p53是防止具有此类突变的细胞富集的可能药物策略。
“在CRISPR背景下抑制p53似乎是矛盾的。”该研究的第一作者、卡罗琳学院医学系的博士生Long Jiang说，“然而，一些文献支持p53的抑制可以使CRISPR更加有效的观点。在我们的研究中，同样表明，这也可以抵消p53和一组相关基因突变的细胞的富集。”
这项研究对未来CRISPR的临床实施具有促进作用，因为它确定了一个可能的候选基因网络，当细胞受到CRISPR技术的影响时，应该仔细控制其突变。
研究人员还研究了DNA损伤反应，作为开发更精确的引导RNA序列的可能标志，该序列用于向CRISPR显示要改变的DNA序列的位置。
该研究的通讯作者、卡罗琳学院医学系的研究员Fredrik Wermeling说：“我们相信，参与DNA损伤反应的基因的上调可以成为一个敏感的标记，表明一个gRNA有多少非特异性的活性，因此可以帮助选择‘更安全的’gRNAs。”
该研究的下一步是了解所描述的机制有多大的相关性。
Editor
作者
好医生-谢晨
Reference
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[1] Haapaniemi E, Botla S, Persson J, Schmierer B, Taipale J. CRISPR–Cas9 genome editing induces a p53-mediated DNA damage response. Nature Medicine (). DOI: 10.1038/s41591-018-0049-z
[2] Long Jiang, Katrine Ingelshed, Yunbing Shen, Sanjaykumar V Boddul, Vaishnavi Srinivasan Iyer, Zsolt Kasza, Saikiran Sedimbi, David P Lane, Fredrik Wermeling. CRISPR/Cas9-induced DNA damage enriches for mutations in a p53-linked interactome: implications for CRISPR-based therapies.. Cancer Research, ; canres.1692. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-21-1692
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