CRISPR 助开发血癌标靶药?​​关键蛋白“可成药位点”新发现

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急性骨髓性白血病(acute myeloid leukemia, AML)是由于血癌细胞抑制造血干细胞分化,造成病患血球细胞数量不足与功能异常的疾病。台湾每年约增加 500 例新病例,是所有白血病中发生率最高的疾病类型,AML 的标准化疗方式预后差,20 岁以上患者的五年存活率仅有 27%。

针对这项最难治疗的白血病,宾州大学佩雷尔曼医学院(Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania)团队以 CRISPR 发现能抑制癌细胞增生的蛋白,并成功找出蛋白质上可与药物分子结合的位点,研究团队称为“可成药位点”(druggable pocket)的关键构造,相关结果刊登于《Molecular Cell》。

运用 CRISPR 标靶功能,找出抑制血癌细胞增生调节蛋白 

CRISPR 最为人所知的功用是执行精准度高的 DNA 编辑,在这项研究中该团队则应用 CRISPR 标靶基因的功能,大量筛检导致 AML 的蛋白有执行功能的构造,以此作为开发药物的标靶位点。

结果发现表观遗传调节蛋白 ZMYND8 会助长血癌细胞的增生。ZMYND8 透过一种缠绕在染色体上的组织蛋白(histone),它在不改变 DNA 序列的前提之下进行表观遗传修饰,进而促使癌细胞的基因表现与肿瘤转移;相反的,如果在 AML 小鼠模型中抑制 ZMYND8 功能,则可提升小鼠存活率。

研究团队也进一步指出 ZMYND8 蛋白调控的下游基因 IRF8,因此若要开发 ZMYND8 抑制剂的白癌药物,可以从 IRF8 生物标记的表现量得知药物成效。

标靶血癌致病蛋白的应用方向

此研究运用 CRISPR 的特性,找出助长血癌细胞增生的 ZMYND8 蛋白 ,因此透过抑制 ZMYND8 蛋白作用可以避免癌症扩散。

有别于目前许多癌症药物都以突变基因为标靶对象,这项研究则标靶可抑制血癌细胞增生的蛋白,并且也指出受 ZMYND8 调控的下游生物标记基因,对于血癌药物研发是一大突破。

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参考资料:
1. https://www.pennmedicine.org/news/news-releases/2021/august/crispr-screening-tool-identifies-new-drug-target-for-leukemia
2. Molecular Cell, 2021; https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(21)00587-6

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