癌症研究的最大挑战之一就是开发出适用于新疗法研究的临床前实验模型。事实上，目前很多在细胞或动物模型上体现出治疗潜力的药物或疗法在临床试验中往往效果不佳。

 

由于临床试验花费巨大，研究者们需要利用临床前模型对人类的疾病机制进行准确的探索与反应，从而最大化地确保药物对人类患者有相同的治疗效果。在最近发表在《Cell Stem Cell》杂志上的一篇文章中，来自MIT Broad研究所的博士后Zuzana Tothova等人开发出了弥补这一缺陷的方法。

 

（图片来源：CC0 Public Domain）

 

利用CRISPR-Cas9技术对人源胚胎干细胞进行编辑，进而将其移植进入小鼠内，能够得到任意类型的研究白血病的小鼠模型。通过一系列的试验，作者发现该模型能够准确反映人体对抗癌药物的反映情况。

 

首先，作者通过分析大规模测序数据，找到了骨髓增生异常综合征（MDS）以及急性髓系白血病（AML）患者的常见突变类型，最终找到了9个常见于上述两类癌症类型的突变基因。

 

目前很多癌症模型都不能准确反映真实的癌细胞遗传学性状。而通过将人源的肿瘤细胞导入小鼠体内构建前临床模型又存在较大的技术难度。因此，为了研究MDS特异性突变以及其导致的癌症发生的机制，研究者构建了新型的小鼠模型。

 

Tothova等人根据此前分析得到了特定突变基因信息，利用CRISPR-Cas9技术对人员造血干细胞进行了靶向突变，进而使其具备了癌化潜力。之后，研究者们将这些改造后的细胞导入小鼠的血液系统，并且在5个月之后进行细胞提取测序以及观察细胞癌化的进展。

 

临床上常用于治疗MDS的去甲基化药物为azacitidine与decitabine。基于此前的研究结果，研究者们预测了这些药物在新构建的前临床小鼠癌症模型中的治疗效果。结果显示，azacitidine在小鼠模型中的治疗效果与其在人体水平的治疗效果相当。例如，TET2突变的细胞能够对上述药物产生反应，而ASXL-1突变细胞则对上述疗法存在耐受性。此外，研究者们还发现SMC3基因的突变会提高癌细胞对azacitidine的敏感性。这些结果表明新型的癌症前临床小鼠模型对于指导癌症疗法的开发具有重要的意义。