肺癌是全球癌症死亡率最高的癌症类型，其中非小细胞肺癌（NSCLC）占所有肺癌病例的约85%。当前，对于晚期或转移性NSCLC以及缺乏特定治疗靶点的患者，尽管已经有了可用的治疗方法，其中位生存期仍然很低。CRISPR-Cas9基因编辑技术为各种肿瘤、病毒感染和遗传性疾病的诊断和治疗提供了新的可能，但其在临床应用中面临着肿瘤靶向不足和潜在脱靶效应的挑战。
近日，浙江大学药学院李洪军、顾臻、何恺鑫等人在Science Advances期刊发表了题为Cryo-shocked tumor cells deliver CRISPR-Cas9 for lung cancer regression by synthetic lethality 的研究论文。该研究采用一种新策略，使用经液氮快速冷冻处理以去除致病性同时保留其结构和表面受体活性的肺肿瘤细胞作为CRISPR-Cas9的传递系统，针对周期蛋白依赖性激酶4（CDK4）基因编辑，诱发KRAS突变型非小细胞肺癌的合成致死。
文章要点
1）液氮处理（LNT）A549细胞的表征：通过液氮处理，成功保留了A549细胞的结构和一部分蛋白质表达，特别是对细胞间相互作用和粘附起重要作用的膜蛋白CD44。
2）作为靶向基因载体的LNT细胞：通过电泳泼尼松互作，将LipopCas9/gCDK4纳米粒子锚定在LNT细胞上，形成LNT@LipopCas9/gCDK4复合物，通过冷冻休克的A549细胞实现CRISPR-Cas9的肺靶向传递。
3）LNT@LipopCas9/gCDK4的合成致死效率：LNT@LipopCas9/gCDK4能够有效地在体外降低A549细胞中的CDK4表达，并通过合成致死机制显著降低KRAS突变型NSCLC细胞的活力。
4）体内的肺肿瘤靶向及CDK4基因编辑：与仅使用LipopCas9/gCDK4纳米粒子相比，使用LNT@LipopCas9/gCDK4治疗的小鼠其肺部肿瘤组织中CDK4表达显著下降，肿瘤累积量增加近四倍。
5）通过LNT@LipopCas9/gCDK4实现KRAS突变型NSCLC的退缩：与PBS、自由pCas9/gCDK4等对照组相比，使用LNT@LipopCas9/gCDK4治疗的小鼠展现出显著的肿瘤退缩和存活率提高。
图 LNT细胞特性
小结
本研究首次提出并验证了使用经液氮快速冷冻处理的肿瘤细胞作为CRISPR-Cas9传递系统的策略，有效地实现了肺靶向和基因编辑，诱发KRAS突变型非小细胞肺癌的合成致死。该方法为CRISPR-Cas9基因编辑技术在癌症治疗中的应用提供了新的途径，尤其是在解决肿瘤特异性传递和减少脱靶效应方面展现出巨大潜力。通过这种策略，未来有可能开发出更加安全有效的基因编辑治疗方法，为肺癌等难治性疾病的治疗提供新的希望。
参考文献
Liu, Feng et al. “Cryo-shocked tumor cells deliver CRISPR-Cas9 for lung cancer regression by synthetic lethality.” Science advances vol. 10,13 (2024): eadk8264. DOI:10.1126/sciadv.adk8264
