CRISPR/Cas9光控基因线路靶向干预膀胱癌的研究

Genetic circuit combined with specific targets of cancer cell has opened up a new avenue for cancer precision medicine. However, due to a lack of artificial switch, the current CRISPR/Cas9-based genetic circuit for bladder cancer (BC) is not able to modulate gene expression in precision, thus can not assure therapeutic safety in future.Besides, the size of Cas9 gene limits the virus pakaging efficiency, making its clinic application difficult. Light as a gene switch with extremely high resolution offers an ideal solution. We have proved that the constitutive CRISPR/Cas9-based light-inducible genetic circuit is able to regulate gene expression and inhibit proliferation of BC efficiently. The project will: 1) optimize the components of light-inducible gene expression system (including trascription activation domain and split dCas9) to improve the transcriptional regulation and virus packaging efficiency; 2) design logic And Gate genetic circuit using specific promoters of BC; 3) investigate the efficiency and molecular mechanism of the genetic circuit for intervening BC by different effector genes. The research will establish a new specific and modulatable genetic circuit, providing theoretical and experimental basis for the development of precision treatment methods for BC.

利用癌细胞特异靶点设计基因线路为癌症精准治疗提供新的思路，已成为癌症治疗研究热点。然而目前基于CRISPR/Cas9的基因线路仍存在： 1.缺少人工开关，无法保证基因治疗的安全性；2.Cas9基因较大，现有病毒载体包装困难等问题导致其临床应用受限。前期我们证明了基于光开关的CRISPR/Cas9基因线路能有效调控效应基因表达并抑制膀胱癌细胞的增殖。本项目拟：1.进一步优化光控基因表达组件（转录激活域及dCas9拆分技术等），提高转录调控和病毒包装效率；2.利用膀胱癌特异启动子设计逻辑与门线路，提高靶向识别膀胱癌细胞的能力；3.设计不同效应基因，在细胞和动物模型中研究该线路抑制膀胱癌的有效性和安全性。本研究建立可控并靶向识别和干预膀胱癌细胞的新型基因线路，为开发精准膀胱癌治疗方法提供实验基础和理论依据。

利用癌细胞特异靶点设计基因线路为癌症精准治疗提供新的思路，已成为癌症治疗研究热点。然而目前基于CRISPR/Cas9的基因线路仍存在： 1.缺少人工开关，无法保证基因治疗的安全性；2.Cas9基因较大，现有病毒载体包装困难等问题导致其临床应用受限。前期我们证明了基于光开关的CRISPR/Cas9基因线路能有效调控效应基因表达并抑制膀胱癌细胞的增殖。本项目开展过程中，我们进一步优化光控基因表达组件（转录激活域及dCas9拆分技术等），提高转录调控和病毒包装效率；并利用膀胱癌特异启动子设计逻辑与门线路，提高靶向识别膀胱癌细胞的能力；设计不同效应基因，在细胞和动物模型中研究该线路抑制膀胱癌的有效性和安全性。本研究建立可控并靶向识别和干预膀胱癌细胞的新型基因线路，为开发精准膀胱癌治疗方法提供实验基础和理论依据。