來(lái)自MIT的研究人員開發(fā)了一個(gè)合成基因電路，當(dāng)它們發(fā)現(xiàn)**的跡象時(shí)，能夠觸發(fā)身體的**系統(tǒng)攻擊癌癥。這個(gè)電路，在發(fā)現(xiàn)兩個(gè)特定的癌癥標(biāo)記時(shí)，能夠激活**應(yīng)答，研究發(fā)表在*近的《Cell》雜志上。

**療法已經(jīng)被認(rèn)定具有抗擊大范圍癌癥的潛力。在數(shù)個(gè)近期的臨床試驗(yàn)中，這種方法已經(jīng)被成功論證，根據(jù)MIT生物工程、電氣工程以及計(jì)算機(jī)科學(xué)助理教授Timonthy Lu表示。

Timonthy Lu

“有很多臨床數(shù)據(jù)近期表明，如果你可以通過(guò)一種正確的方式刺激**系統(tǒng)可以使得它能夠識(shí)別癌癥，”Lu說(shuō)，他是麻省理工學(xué)院電子產(chǎn)品研究實(shí)驗(yàn)室合成生物學(xué)小組的負(fù)責(zé)人?！捌渲幸恍┖玫睦泳褪潜环Q為檢查點(diǎn)抑制劑的，癌癥可以阻止T細(xì)胞殺死它們?，F(xiàn)在有一些抗體開發(fā)用來(lái)阻斷這些抑制信號(hào)，允許**系統(tǒng)攻擊癌癥。”

盡管取得了這樣的成功，**療法依然受限于腫瘤特異性抗原的缺乏，這些抗原可以觸發(fā)**系統(tǒng)對(duì)特定的癌癥有所應(yīng)答。一些療法進(jìn)行全身系統(tǒng)性**的時(shí)候所表現(xiàn)出來(lái)的毒性也是一個(gè)障礙。

而且，**并不是在所有案例中都會(huì)成功。實(shí)際上，即使在一些非常成功的試驗(yàn)中，也只有30%-40%的患者會(huì)對(duì)**有所應(yīng)答，Lu表示。

有鑒于此，現(xiàn)在科學(xué)家們正在推動(dòng)開發(fā)聯(lián)合療法，幾種不同但是互補(bǔ)的療法結(jié)合起來(lái)共同提升**應(yīng)答。因此，例如，如果一種類型的**療法用來(lái)敲除一個(gè)癌癥產(chǎn)生的抑制信號(hào)，腫瘤通過(guò)上調(diào)**信號(hào)來(lái)響應(yīng)，而其他的療法則可以靶向這個(gè)信號(hào)，Lu指出。

“我們的信念是需要開發(fā)一種更具有特異性、靶向性的**療法，能夠在腫瘤的病灶處起效，而不是在整個(gè)身體系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行**，”他說(shuō)，“**，我們想要從一個(gè)包中可以產(chǎn)生多種**療法，因而可以從多重渠道刺激**系統(tǒng)?！?

為了達(dá)到這一目的，Lu和MIT博士后Lior Nissim 和 Ming-Ru Wu組成的團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)用DNA設(shè)計(jì)編碼的基因電路，用于區(qū)分癌細(xì)胞和非癌細(xì)胞。

基因電路可以定制對(duì)不同的腫瘤應(yīng)答，是基于電子學(xué)中使用的簡(jiǎn)單的與門（AND gate）。這些與門只在當(dāng)電路的兩個(gè)輸入都存在的時(shí)候才會(huì)開啟。

癌細(xì)胞與正常的細(xì)胞在基因表達(dá)譜中有所不同，因此研究人員開發(fā)了合成啟動(dòng)子——這是一段設(shè)計(jì)好的DNA序列，僅在癌細(xì)胞中啟動(dòng)基因表達(dá)。

基因電路會(huì)通過(guò)病毒遞送到身體受影響區(qū)域的細(xì)胞中。合成啟動(dòng)子被設(shè)計(jì)成能夠與特定的在腫瘤中活躍的蛋白相結(jié)合，使得啟動(dòng)子開啟。

“只有當(dāng)兩個(gè)癌癥啟動(dòng)子都活躍的時(shí)候，基因電路才會(huì)開啟，”Lu說(shuō)。

這使得基因電路相對(duì)于現(xiàn)有的療法可以更加**的靶向腫瘤，因?yàn)樗枰獌蓚€(gè)癌癥特異性信號(hào)才能存在才能響應(yīng)。

一旦激活，基因電路表達(dá)的蛋白被設(shè)計(jì)成指導(dǎo)**系統(tǒng)靶向腫瘤細(xì)胞，包括表面T細(xì)胞接合劑蛋白，可以命令T細(xì)胞殺死細(xì)胞?；螂娐芬矔?huì)表達(dá)檢查點(diǎn)抑制劑，設(shè)計(jì)成用于給T細(xì)胞的活力“剎車”。

當(dāng)研究人員在體外測(cè)試基因電路時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)它可以在很多正常的卵巢細(xì)胞和許多其他類型細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)卵巢癌細(xì)胞。

然后，他們?cè)谥踩肓寺殉舶┘?xì)胞的小鼠中測(cè)試了基因電路，研究結(jié)果表明，基因電路可以觸發(fā)T細(xì)胞找到并殺死癌細(xì)胞而不傷害周圍的其他細(xì)胞。

*終，研究人員顯示了基因電路可以很容易的轉(zhuǎn)化為靶向其他癌細(xì)胞。這對(duì)于它能夠應(yīng)用于實(shí)際的癌癥**非常的有利。

“我們鑒定了其他的選擇乳腺癌的啟動(dòng)子，當(dāng)它們編碼到基因電路中，它就可以靶向乳腺癌細(xì)胞而不是其他類型的細(xì)胞，”Lu表示。

*終，他們希望可以使用這一系統(tǒng)來(lái)靶向其他的**，例如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、炎性腸道**以及其他自****。這一進(jìn)步開啟了抗擊癌癥的新戰(zhàn)線。

研究人員現(xiàn)在計(jì)劃在一系列癌癥模型中更**地測(cè)試電路。他們還打算開發(fā)一種電路的交付系統(tǒng)，使得它既靈活又易于制造和使用。