【本月之星】代谢基因、激酶、药物靶点敲除文库

CRISPR 文库筛选技术是一项基于 CRISPR/Cas9 系统的生物学工具，用于高通量的基因功能研究。CRISPR文库包含了一组预先设计的sgRNA序列，这些序列能够引导Cas9蛋白对DNA进行切割，从而实现基因编辑。小编为大家推荐本月最畅销的三款CRISPR文库现货，并附上该文库相关研究文献解读，希望能为大家的科研道路添砖加瓦~

一、代谢基因敲除文库揭示肝癌的潜在机制

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41593-z

CSCs (Cancer stem cells)具有自我更新和多潜能的特性，被认为是癌症发生、发展和耐药性的关键因素，已有多个研究团队深入研究了这些细胞，包括其特征、功能以及与治疗反应的关系。

研究人员对肝癌细胞肿瘤进行代谢基因的CRISPR/Cas9敲除文库筛选，发现SCARB2基因缺失抑制了肝癌细胞的癌干细胞样特性，减轻MYC（癌基因）驱动和DEN(二乙基亚硝胺)诱导的肝癌小鼠模型中肝癌的起始和进展。进一步研究发现，SCARB2与MYC的结合能促进MYC的乙酰化，进而增强MYC的转录活性,通过药物数据库筛选发现多粘菌素B对SCARB2蛋白具有高亲和力，能干扰SCARB2-MYC相互作用，降低MYC活性。该研究通过CRISPR/Cas9敲除文库筛选发现肝癌发展的关键驱动因子SCARB2，为肝癌的早期诊断和治疗提供了新的思路和潜在的治疗策略。

图1 CRISPR/Cas9文库筛选发现SCARB2是HCC细胞癌症发生的关键

二、利用激酶敲除文库探索前列腺癌治疗药物Enzalutamide耐药新途径

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2023.101015

前列腺癌(PCa)是男性最常见的非皮肤恶性肿瘤，也是世界上癌症相关死亡的主要原因，雄激素剥夺疗法是前列腺癌的首选疗法。Enzalutamide (ENZA)是一种第二代雄激素受体拮抗剂，显著提高了PCa患者的总生存期，但该药物的耐药性导致治疗期有限。

研究人员通过全激酶（kinome-wide）基因组CRISPR发现，酪蛋白激酶1α (CK1α)是克服ENZA耐药性的治疗靶点，CK1α可以磷酸化和调节ataxia telangiectasia mutated（ATM）的蛋白丰度，药物抑制CK1α可增强ENZA耐药细胞和患者来源的异种移植的疗效，稳定ATM，恢复双链断裂信号，从而增加ENZA诱导的细胞死亡和生长停滞。kinome-wide CRISPR文库筛选在发现CK1α基因及其在ENZA的药物作用机制中具有关键作用，为开发新的抗前列腺癌肿瘤药物提供了重要的线索和思路。

图2 全激酶的CRISPR筛选识别出CK1a作为克服前列腺癌Enzalutamide耐药性的目标

三、药物靶点敲除文库揭示Donafenib与GSK-J4在肝癌中的协同致死作用

原文链接：https://doi.org/10.1002%2Fadvs.202206798

肝细胞癌(HCC)是最常见的原发性肝癌，是世界上最致命的癌症之一。Donafenib是一种多受体酪氨酸激酶抑制剂，被批准用于治疗晚期HCC患者，但经测试其临床效果非常有限，治疗后患者的额外生存时间仅为1.8个月，未达到临床预期的治疗效果。

研究人员通过小分子抑制剂文库和Druggable CRISPR文库筛选发现，GSK-J4与Donafenib在肝癌中是合成致死的，并在多种肝癌模型中验证了这种协同致死性。进一步通过RNA-seq和ATAC-seq研究发现，GSK-J4与Donafenib协同促进HMOX1的表达，增加细胞内Fe²⁺水平，最终导致铁死亡，通过切割目标与标签序列化（CUT&Tag-seq）实验，发现Donafenib和GSK-J4联合用药显著增加了HMOX1启动子上游增强子区域的切割频次。Druggable CRISPR文库筛选发现了一种新的协同致死因子GSK-J4，为提高肝细胞癌药物治疗提供新的研究思路。