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CRISPR技術突破!新方法提高「免疫系統」對抗「癌細胞」的效率

北海道大學的研究人員發展了一項破天荒的CRISPR技術,以增強免疫系統識別和摧毀癌細胞的能力。通過增加癌細胞上的MHC(主要組織相容性復合體)第一類分子,新方法「TRED-I系統」在提升癌症治療效果方面顯示出了前景,為對抗耐藥性癌症類型提供了希望。

什麼是CRISPR技術呢?這要先從MHC來科普起,MHC第一類分子是人體所有細胞表面存在的一種免疫復合體。MHC第一類分子是免疫系統識別和消滅癌細胞的前提。當癌細胞面臨免疫系統的壓力時,它們會主動減少MHC第一類分子,從而能夠隱藏起來,避免引起CD8+ T細胞的注意,這是免疫系統對抗癌細胞的主要細胞。

日本北海道大學和德克薩斯A&M健康中心的教授小林耕一,以及密蘇里大學的保羅·德菲格雷多博士等研究者,開發了一項技術,可以大幅增加癌細胞中MHC第一類分子的含量。這項發展是一種新的方法,可以提高免疫系統檢測和消滅癌細胞的能力,該研究發表在《國家科學院院刊》。

小林教授說:「我們的發現有可能改變人們對癌症治療的方法。這項技術使能夠特別針對免疫反應基因,激活免疫系統對抗癌細胞,為那些對目前免疫治療有抵抗性的人帶來希望。」

恢復NLRC5基因的DNA甲基化 增加T細胞活性

小林及其團隊此前確定了一個基因NLRC5,該基因調節MHC第一類分子的水準。他們進一步發現,在癌症中,透過一個稱為「DNA甲基化」的過程,NLRC5通過關閉存在於DNA上的分子開關而被抑制,從而降低MHC第一類分子的水準。與未經治療的癌症相比,TRED-I系統在小鼠模型中顯著減小了癌症體積。(圖片來源:《美國國家科學院院刊》)

TRED-I(針對性重新激活和去甲基化MHC-I)系統,能夠恢復NLRC5基因的DNA甲基化,進一步觸發NLRC5,從而在癌細胞中增加MHC第一類分子的含量,而不會引起嚴重副作用。

德菲格雷多博士說:「我們迫切需要像這樣新的對抗癌症的方法,因為我們對一些癌症類型的解決方案很少。這是一種全新的方法,我很幸運能夠參與其中。」

TRED-I在動物癌症模型中進行了測試。它顯著減小了腫瘤的大小,增加了細胞毒性CD8+ T細胞的活性。當與現有免疫療法一起使用時,TRED-I顯著提高了治療效果。

出乎意料的是,TRED-I系統對於遠離原始目標腫瘤的腫瘤也有效,顯示出治療轉移性癌症的潛力。

小林教授總結說:「這項工作是我們團隊過去十年研究的『高光時刻』。能夠將我們的發現轉化為可能的臨床應用是件大好事。我們相信,隨著進一步的完善,TRED-I系統可以對癌症治療做出重大貢獻。」

未來的研究將集中於使TRED-I系統能夠直接投放到癌症患者體內。這種藥物可以提高免疫系統消除癌細胞的效果,也能夠提高對現有治療的反應。

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首圖來源:scitechdaily.com cc By4.0

圖片來源:PNAS cc By4.0

參考論文:

1.Targeted demethylation and activation of NLRC5 augment cancer immunogenicity through MHC class IPNAS

延伸閱讀:

1.科學家成功改造人類「T細胞」,令其對抗「癌細胞」的能力提升100倍