1、验证潜在癌基因
在大量肿瘤样品测序研究获得不断增加的潜在肿瘤基因基础上,建立体内快速验证这些潜在肿瘤相关基因的策略是非常必要和有实际意义的。考虑到速度和相对简单化因素,GEM-ESC和CRISPR/Cas9技术可作为快速验证潜在肿瘤基因的首选方法。特别是应用基于体细胞的CRIPPR/Cas9介导基因编辑技术,建立非遗传修饰的小鼠模型,实现高通量体内验证潜在肿瘤基因的目的。比如,应用DNA注射与活体电穿孔法相结合的转染方法,将针对引起胰腺管腺癌(PDAC)的13个不同主要肿瘤抑制相关基因的15个gRNAs/Cas9表达质粒混合物一起导入成熟小鼠的胰腺,构建同时修饰此13个基因的小鼠模型。结果显示,此PDAC小鼠有超过60%的这些靶基因显示基因敲除,提示CRISPR/Cas9介导的突变诱发了肿瘤的形成。同样,利用Dox诱导Cas9表达的GEM模型也被用于验证已知多种肠道肿瘤基因(如Apc和Trp53)。除了修饰TSGs, CRISPR/Cas9技术还应用于验证染色体重排的致癌性,如在肺癌病人观察到的Eml4-Alk基因的融合现象。
另外,应用GEM模型对来自临床病人筛选获得的候选潜在癌基因进行验证,也已成为研究肿瘤相关基因功能的常用策略。例如,最近胡卓伟教授课题组通过构建条件性过表达和敲除GEM模型,研究假激酶Trib3基因在促进急性早幼粒细胞白血病(APL)形成中的作用,结果表明,同时在小鼠骨髓细胞中特异性表达或敲除Trib3与 致癌蛋白PML-RARa (PR) 融合基因,Trib3基因可显著增加PR诱发APL形成的作用。而吕毅教授课题组则是通过构建Y染色体性别决定区(Sry) 基因特异性表达的GEM模型,首次证实了在肝组织内特异性过表达Sry基雄/雌小鼠对化学致癌剂(DEN)诱导小鼠肝细胞癌(HCC)形成更加敏感,提示Sry基因在HCC形成过程中发挥了重要促进作用。