Cell?|?開發(fā)StealTHY 平臺以消除 Cas9 免疫原性并實現(xiàn)真實體內(nèi) CRISPR 篩選

撰文丨雪月

CRISPR-Cas9 基因篩選作為腫瘤學(xué)中發(fā)現(xiàn)新基因和通路的重要工具，其潛力已被廣泛證實。然而，大多數(shù)體內(nèi)研究仍依賴于免疫缺陷小鼠，或采用如 Cas9 轉(zhuǎn)基因或敲入鼠等嚴格控制的模型，以避免 Cas9 引發(fā)的免疫原性反應(yīng)。這種依賴限制了 CRISPR-Cas9 技術(shù)在免疫完整宿主中的更廣泛應(yīng)用。目前，Cas9 免疫原性對 CRISPR 篩選在免疫完整模型中的信息可靠性影響仍不清楚——尤其是在腫瘤轉(zhuǎn)移研究中。考慮到免疫系統(tǒng)與腫瘤相互作用在轉(zhuǎn)移過程中的關(guān)鍵作用，迫切需要改進的臨床前模型，使得能夠在自然免疫壓力下開展體內(nèi) CRISPR 篩選。近年來，人源化造血嵌合小鼠模型在免疫腫瘤學(xué)等領(lǐng)域中逐漸成為有前景的研究工具。然而，CRISPR 篩選在此類人源化腫瘤模型中的應(yīng)用仍未被探索。

近日，來自瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的Nicola Aceto團隊在Cell上發(fā)表題為StealTHY: An immunogen-free CRISPR platform to expose concealed metastasis regulators in immunocompetent models的文章。本研究系統(tǒng)揭示了這一免疫編輯效應(yīng)的機制，并提出了一種創(chuàng)新性平臺——StealTHY（Stealth CRISPR），該平臺通過免疫隱形設(shè)計實現(xiàn)了在免疫完整宿主中的可靠體內(nèi)基因篩選。

作者團隊設(shè)計了StealTHY 平臺。該系統(tǒng)在設(shè)計上完全避免持續(xù)性 Cas9 表達，采用短暫遞送的Cas9蛋白（Apo-Cas9）實現(xiàn)“hit-and-run”式基因編輯，并結(jié)合小鼠自體Thy1報告基因及“hara-kiri”自切除載體。Cas9在48小時內(nèi)即被清除，而基因敲除效果得以保留。實驗顯示，經(jīng) StealTHY 編輯的腫瘤細胞在免疫完整宿主中可穩(wěn)定生長與轉(zhuǎn)移，無免疫排斥或克隆丟失現(xiàn)象，其轉(zhuǎn)錄譜與未經(jīng)編輯細胞高度相似，證明其免疫隱形特性。

利用 StealTHY 平臺，研究者在三種乳腺癌模型（4T1、MVT1、Py2T）中進行了體內(nèi)配體–受體信號通路篩選，發(fā)現(xiàn)了多個此前被傳統(tǒng) CRISPR 篩選掩蓋的轉(zhuǎn)移調(diào)控基因，包括受體酪氨酸激酶家族（Erbb2/3、Egfr、Axl）和 TGF-β 信號通路成員（Tgfbr2、Gdf9、Amhr2）等。其中，Amhr2在轉(zhuǎn)移灶中顯著耗竭（約20倍），提示其在促進癌癥遠處轉(zhuǎn)移中具有關(guān)鍵作用。相反，Tgfbr2 的敲除促進腫瘤進展，驗證其抑癌功能。驗證性實驗進一步證實，Erbb2/3 或 Egfr 敲除能顯著抑制乳腺癌的自發(fā)轉(zhuǎn)移，而 Amhr2 敲除則顯著延長動物生存期并降低循環(huán)腫瘤細胞數(shù)量。

在人源化免疫小鼠模型（huNSG）中，研究團隊發(fā)現(xiàn) Cas9 同樣誘導(dǎo)人源 T 細胞的免疫清除，導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)移顯著減少，而 StealTHY 平臺可成功避免這一現(xiàn)象，恢復(fù)自然的腫瘤–免疫互作。進一步利用人源化 StealTHY 系統(tǒng)進行體內(nèi)篩選，發(fā)現(xiàn)與小鼠模型一致的信號通路富集模式，其中AMH–AMHR2 軸在轉(zhuǎn)移灶中被顯著耗竭，提示其跨物種的保守促轉(zhuǎn)移作用。隨后對 TCGA 數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果顯示 AMH 高表達與乳腺癌、肺腺癌和結(jié)腸癌的不良預(yù)后顯著相關(guān)，而 GDF9 高表達與良好生存相關(guān)。該發(fā)現(xiàn)揭示了 AMH–AMHR2 通路在多癌種中的臨床可操作性，為靶向轉(zhuǎn)移治療提供了新的方向。

本研究中的StealTHY 平臺通過消除 Cas9 免疫原性，實現(xiàn)了在免疫完整和人源化模型中的真實體內(nèi) CRISPR 篩選，揭示了此前被隱藏的轉(zhuǎn)移驅(qū)動基因，并確定了AMH–AMHR2 軸這一可靶向的臨床相關(guān)信號通路，為轉(zhuǎn)化性腫瘤研究和免疫-基因交互機制探索提供了新的實驗框架。

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.10.007

制版人： 十一

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