Cell新技術：快速、準確改造人體細胞和實驗室小鼠基因

　　美國Cedars-Sinai醫療中心領導的一個研究小組設計了一種快速改造實驗室小鼠基因的方法，并利用該方法生成了個性化的兒童神經膠質瘤（一種侵襲性兒童惡性腦癌）動物模型。相關研究發表在最近一期的《Cell》雜志上。

DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.08.013

　　新方法命名為MADR（mosaic analysis with dual recombinase-mediated cassette exchange）。該方法克服了當前技術中的幾個缺點，使實驗室在修改用于研究的小鼠時，尤其是那些涉及多種遺傳變異驅動的癌癥小鼠時，更容易獲得精確、可靠的結果。該方法還可用于修飾人源的細胞，以便在培養皿中研究疾病。

MADR，圖片來源：參考資料[1]

　　Cedars-Sinai理事會再生醫學研究所生物醫學科學助理教授Joshua Breunig博士說：“我們的方法是一個不斷發展的平臺。我們希望繼續采用新方法來制造一種用于腫瘤建模的‘ 瑞士軍刀’，適應多類型組織。”

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　　具體來說，MADR是將單拷貝遺傳物質插入小鼠胚胎或新生小鼠細胞染色體中的特定位置。每一種基因改變或突變都可能導致蛋白質停止功能或獲得新的異常功能。使用MADR，科學家能夠將兩種類型的突變引入同一只小鼠中。

　　這些突變重現了在提供遺傳物質的小兒神經膠質瘤中發現的復雜基因表達模式和病理。此外，MADR能夠使用產生癌癥的融合蛋白的多基因融合技術，準確地建模另一種侵襲性的小兒腦腫瘤——室管膜瘤（ependymoma）。重要的是，該方法精確地靶向定向組織，而不影響其它組織。

　　目前，盡管小鼠研究方式多樣，比如移植細胞技術、使用滅活病毒將遺傳物質導入細胞中或繁殖轉基因動物。但這些技術呈現的腫瘤圖像并不完整，并可能帶來生物危害風險，既昂貴又費時，甚至在其他組織中引起意外癌癥。Breunig說道，MADR旨在克服其中的一些問題。

　　Cedars-Sinai神經外科副教授醫學博士Moise Danielpour解釋說，更好的小鼠模型對于理解小兒神經膠質瘤等疾病至關重要，其中單個腫瘤可能包含許多不同的克隆，每個克隆都有其自身的基因突變組合并已改變生化途徑。這種復雜性有助于腫瘤進化以抵抗治療。他說：“我希望我們的新方法通過對腫瘤異質性范圍進行建模，幫助我們開發兒童神經膠質瘤的更具針對性的新療法。”

　　Breunig補充說，該研究表明MADR不僅成功地改變了小鼠細胞，而且成功改變了已經修飾為包括合適受體位點的人類細胞。他說：“科學家有可能利用MADR將多種疾病納入‘一道疾病’的研究中。”

　　Cedars-Sinai理事會再生醫學研究所所長兼醫學和生物醫學科學教授Clive Svendsen博士指出，用涉及腦腫瘤的人類基因修飾小鼠大腦在癌癥建模中起著越來越重要的作用。

　　Cedars-Sinai癌癥和一期基金會杰出主席主任醫學博士Dan Theodorescu博士說：“這項研究中Cedars-Sinai通過促進頂尖研究者和臨床醫生之間的創造性合作來塑造癌癥醫學的未來。我們的目標是將發現轉化為實際臨床生命治療。”

　　參考資料：

　　[1] Rapid Generation of Somatic Mouse Mosaics with Locus-Specific, Stably Integrated Transgenic Elements

　　[2] Scientists develop new methodology to genetically modify lab mice and human cells