轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌（mRCC）幾乎是無(wú)法治愈的，是RCC有關(guān)的高死亡率的主要原因。Von Hippel Lindau (VHL)是一個(gè)腫瘤抑制基因，在大多數(shù)的透明細(xì)胞RCC（ccRCC）病例中是缺失的。然而，它對(duì)于缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α) 和 -2α (HIF-2α)的調(diào)控發(fā)揮了什么作用，還沒(méi)有得到很好的研究。

6月30日，Nature子刊《Scientific Reports》在線刊登了加州大學(xué)洛杉磯分校、華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院的一項(xiàng)最新研究成果，題為“CRISPR-Mediated VHL Knockout Generates an Improved Model for Metastatic Renal Cell Carcinoma”。這項(xiàng)研究的通訊作者是加州大學(xué)洛杉磯分校的華裔教授吳若萍（Lily Wu）。華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院的Hua Xu、Wei Guan等人是本文共同作者。

mRCC的治療方案是有限的，因?yàn)檫@種腫瘤對(duì)傳統(tǒng)化療和放療表現(xiàn)出耐藥性。治愈這種疾病的一種療法是白介素-2（IL-2）療法，但是只作用于大約7%的患者。最近發(fā)展起來(lái)的靶向療法——包括靶定免疫檢查點(diǎn)抑制劑程序性細(xì)胞死亡-1（PD-1）的療法，表現(xiàn)出一定的功效。但是，還缺乏持久的干預(yù)措施來(lái)對(duì)抗mRCC，從而迫切需要一種疾病模型，并深入了解這種疾病的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

我們對(duì)于ccRCC的了解來(lái)自于對(duì)腫瘤抑制基因VHL的研究。遺傳性的VHL綜合征病例表現(xiàn)出ccRCC的發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)升高。隨后的研究表明，這個(gè)基因在高達(dá)90%的散發(fā)性ccRCC病例中是沉默的。VHL通過(guò)識(shí)別和靶定缺氧誘導(dǎo)因子（HIF-1α, HIF-2α和HIF-3α）的α亞基用于泛素化和降解，而調(diào)控著缺氧反應(yīng)。在低氧條件下，VHL不能識(shí)別HIF-αs，它們通過(guò)與HIF-1β結(jié)合來(lái)易位到細(xì)胞核中，并制定缺氧反應(yīng)所必需的轉(zhuǎn)錄程序。

研究人員試圖通過(guò)敲除VHL，來(lái)制備ccRCC的小鼠模型。最近的研究表明，除了VHL之外，Bap1的缺失可有助于更一致地制備ccRCC小鼠模型。雖然其中一些研究顯示出早期囊性ccRCC變化和局部腫瘤的跡象，但是這些研究無(wú)法產(chǎn)生這種疾病的侵襲性、轉(zhuǎn)移性形式。為此，許多研究都依賴于RENCA模型，最廣泛使用的RCC免疫活性小鼠模型。盡管這種小鼠模型的效用已經(jīng)得以證明，但是科學(xué)家們最擔(dān)心的問(wèn)題是，其在野生型VHL表達(dá)中的臨床適用性。

以前的研究表明，VHL缺失可促進(jìn)一種更具侵襲性和轉(zhuǎn)移性的腫瘤模型。有大量研究表明，靶定VHL功能可能導(dǎo)致一小部分的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）。這個(gè)過(guò)程已被確定為一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，腫瘤通過(guò)這個(gè)過(guò)程從它們的原發(fā)部位轉(zhuǎn)移到身體其他部位。EMT涉及到細(xì)胞間接觸的減少，以及從上皮細(xì)胞基底膜上脫離，轉(zhuǎn)化為一種更為移動(dòng)性和侵襲性的細(xì)胞類型。這些表型變化的同時(shí)，是各種各種的分子變化，包括上皮標(biāo)記的缺失，例如在臨床ccRCC標(biāo)本中常見(jiàn)的E鈣粘素，還有一些間葉細(xì)胞標(biāo)記的獲得，例如N鈣黏著蛋白和α-SMA。值得注意的是，許多研究證明了HIF-1α對(duì)于推動(dòng)這些變化的作用。此外，HIF-1α已被證明可在其他腫瘤轉(zhuǎn)移模型中導(dǎo)致轉(zhuǎn)移。這些結(jié)果表明，在RENCA 模型中刪除VHL，可能會(huì)產(chǎn)生一種更具轉(zhuǎn)移性的臨床相關(guān)模型。

CRISPR基因操縱方法最近已被用于常規(guī)實(shí)驗(yàn)室研究。這一突破性的基因敲除技術(shù)，因?yàn)橐子眯院屯耆贸蚬δ艿挠行远??；卺勀撴溓蚓m應(yīng)性免疫系統(tǒng)，這種以RNA為基礎(chǔ)的基因組編輯技術(shù)，已迅速在許多生物研究中證實(shí)了其效用。研究人員開(kāi)發(fā)出CRISPR方法，是為了生成基因敲除小鼠，在細(xì)胞系中進(jìn)行全基因組篩查，在小鼠體內(nèi)敲除基因，并在體內(nèi)篩查轉(zhuǎn)移性的基因。然而，迄今為止，很少有研究證明CRISPR介導(dǎo)的小鼠細(xì)胞系修改，來(lái)生成改進(jìn)的可移植小鼠腫瘤模型。

在這項(xiàng)研究中，研究人員利用CRISPR基因組編輯工具，敲除RENCA細(xì)胞中的VHL表達(dá)。他們發(fā)現(xiàn)，在RENCA模型中，CRISPR / Cas9介導(dǎo)的VHL敲除，可導(dǎo)致指示EMT的形態(tài)學(xué)和分子改變，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)到肺部的轉(zhuǎn)移增加。HIF-1α缺陷型的RENCA細(xì)胞，在VHL敲除后不能發(fā)生EMT。

RNA-seq顯示，幾個(gè)HIF-1α調(diào)控的基因，在VHL基因敲除的細(xì)胞中是上調(diào)的，它們的過(guò)度表達(dá)意味著，癌癥基因組圖譜(TCGA)數(shù)據(jù)庫(kù)中一種更具侵襲性的ccRCC。在一個(gè)新的臨床數(shù)據(jù)集中的獨(dú)立驗(yàn)證證實(shí)，相對(duì)于鄰近的正常組織，這些基因在ccRCC樣本中是上調(diào)的。這些結(jié)果表明，VHL的缺失可能通過(guò)穩(wěn)定RCC中的HIF-1α而驅(qū)動(dòng)腫瘤細(xì)胞的傳播。更好的理解這個(gè)現(xiàn)象背后的機(jī)制，可以指導(dǎo)科學(xué)家們尋找更有效的療法對(duì)抗mRCC。

科學(xué)家們對(duì)腎癌這種疾病進(jìn)行了深入的研究。2014年8月，貝勒醫(yī)學(xué)院帶領(lǐng)的一個(gè)國(guó)際科學(xué)合作項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)了可能導(dǎo)致腎嫌色細(xì)胞癌的遺傳學(xué)改變的線索，不僅為這種罕見(jiàn)癌癥，也為其他類型癌癥，提供了新的見(jiàn)解。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2014年8月21日的國(guó)際著名期刊《Cancer Cell》。相關(guān)閱讀：測(cè)序揭示罕見(jiàn)腎癌的獨(dú)特遺傳變化。

2015年12月，Cell雜志的“SnapShot: Renal Cell Carcinoma”這篇文章總結(jié)了目前關(guān)于這種癌癥基因全景圖中的幾個(gè)關(guān)鍵特征，主要途徑，腫瘤演變和異質(zhì)性等多方面內(nèi)容，并且也介紹了腎細(xì)胞癌的相關(guān)治療進(jìn)展。

今年3月份，貝勒醫(yī)學(xué)院的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)深入分析了近900個(gè)腎癌樣本。過(guò)去人們根據(jù)腎癌細(xì)胞在顯微鏡下的特征將腎癌分為三個(gè)大類。而這項(xiàng)研究表明，在分子水平上腎癌還可以進(jìn)一步分為九個(gè)亞類。這些腎癌亞類各具特征，受到影響的分子通路和患者的生存情況也大相徑庭。