新型基因回路有望改變癌細胞耐藥性

一種新型基因回路能消滅耐藥癌細胞（視頻截圖）。圖片來源：美國賓夕法尼亞州立大學

癌癥治療中，臨床醫生不知道何時、何地以及哪種耐藥性可能會出現，這讓他們落后于狡猾的癌細胞一步。現在，美國賓夕法尼亞州立大學領導的研究團隊找到了一種方法，通過重新編程癌癥演變過程，讓腫瘤更容易被治療。研究論文發表在近期出版的《自然·生物技術》雜志上。

該團隊創建了一種模塊化基因回路，或稱雙開關選擇基因驅動，用于將非小細胞肺癌EGFR基因突變引入，這種突變是重要的治療靶標。

該回路配備兩個基因開關。“開關1”的作用類似于選擇基因，使研究人員能夠像電燈開關一樣打開或關閉耐藥性。打開第一個開關后，經過基因改造的細胞會暫時對特定藥物產生耐藥性。當用藥物治療時，原本對藥物敏感的癌細胞會被有效清除，同時，經過基因改造的耐藥細胞以及少量天然存在的耐藥癌細胞則得以存活。改造后的細胞最終會生長并抑制天然耐藥癌細胞的擴增，防止它們產生新的耐藥性。

“開關2”則像一個內置的“特洛伊木馬”。它包含一種自殺基因，使改造過的細胞產生并釋放一種毒素，這種毒素不僅能殺死改造細胞自身，還能擴散并殺死周圍未改造的耐藥癌細胞。

該研究團隊首先模擬了腫瘤細胞群，并運用數學模型對相關概念進行了驗證。隨后，他們分別克隆了各個開關基因，將這些基因分別封裝進病毒載體中，在人類癌細胞中進行單獨功能測試。接著，研究團隊將兩個開關基因連接構建成一個回路，并進行了再次測試。體外實驗證明該回路的有效性后，研究團隊在小鼠模型上重復了相同的實驗步驟，成功驗證了該回路能夠對抗多種藥物耐藥性。