基因电路在癌细胞内启动，触发免疫攻击

麻省理工学院(MIT)的研究人员开发出了一种合成基因电路，当身体免疫系统检测到癌症迹象时，它就会触发免疫系统攻击癌症。

该电路只有在检测到两种特异性反应时才会激活治疗反应癌症今天发表在杂志上的一篇论文描述了标记细胞。

免疫疗法被广泛认为在对抗一系列癌症方面具有相当大的潜力。据麻省理工学院生物工程、电子工程和计算机科学副教授Timothy Lu说，这种方法已在最近的几项临床试验中得到成功证明。

“最近有很多临床数据表明，如果你能以正确的方式刺激免疫系统，你就能让它识别癌症，”卢说，他是麻省理工学院电子研究实验室合成生物学小组的负责人。“这方面的一些最好的例子是所谓的检查点抑制剂，本质上癌症有停止标志[防止]T-细胞从杀死他们。现在已经开发出的抗体基本上可以阻止这些抑制信号，让免疫系统对抗癌症。”

然而，尽管取得了这一成功，但使用免疫疗法仍然受到可以引发对特定类型癌症的免疫系统反应的肿瘤特异性抗原物质的限制。例如，当作为全身的系统治疗时，一些疗法的毒性是另一个障碍。

更重要的是，治疗不是在所有情况下都成功。事实上，即使在一些最成功的测试中，也只有30- 40%的病人对特定的治疗有反应，Lu说。

因此，现在有一股发展联合疗法的潮流，即使用不同但互补的疗法来增强免疫反应。所以，举例来说，如果一种免疫疗法被用来消除癌症产生的抑制信号，而肿瘤通过上调第二种信号作出反应，那么就可以使用另一种疗法来靶向这一种，Lu说。

他说:“我们的信念是，有必要开发出更具体、更有针对性的免疫疗法，在肿瘤局部起作用，而不是试图系统地治疗整个身体。”“其次，我们希望从单一包中开发出多种免疫疗法，从而能够以多种不同的方式刺激免疫系统。”

为了做到这一点，Lu和包括麻省理工学院博士后Lior Nissim和Ming-Ru Wu在内的团队在DNA中建立了一个基因编码电路癌症细胞从非癌症细胞。

该电路基于电子中使用的简单与门，可以针对不同类型的肿瘤进行定制。这种与门只会在有两个输入时接通电路。

癌细胞不同于普通细胞在他们的基因表达谱中。因此，研究人员开发了合成启动子——旨在启动仅在癌细胞中进行的基因表达的dna序列。

该电路通过病毒被传送到身体受感染部位的细胞。然后设计合成的启动子与肿瘤细胞中活跃的特定蛋白质结合，使启动子启动。

“只有当其中两种癌症促进因子被激活时，回路本身才会启动，”Lu说。

这使得该回路能够比现有疗法更准确地瞄准肿瘤，因为它需要两个癌症特异性信号才能做出反应。

一旦被激活，回路就会表达蛋白质，引导免疫系统瞄准肿瘤细胞，包括表面T细胞的受体，它引导T细胞杀死细胞。该电路还表达了一个检查点抑制剂，旨在解除对T细胞活性的刹车。

当研究人员在体外测试电路时，他们发现它能够检测卵巢癌细胞从其他非癌的卵巢细胞和其他类型的细胞中。

然后，他们在植入卵巢癌细胞的老鼠身上测试了这个回路，证明它可以触发T细胞寻找并杀死癌细胞，而不会伤害它们周围的其他细胞。

最后，研究人员发现，该回路可以很容易地转化为针对其他癌细胞的目标。

“我们确定了对乳腺癌有选择性的其他启动子，当这些启动子被编码到回路中，它就会靶向。乳腺癌细胞而不是其他类型的细胞，”Lu说。

最终，他们希望他们还能够使用该系统来针对其他疾病，如类风湿性关节炎，炎症性肠病和其他自身免疫疾病。

研究人员现在计划在一系列癌症模型中进行更全面的测试。他们的目标还包括为电路开发一种既灵活又易于制造和使用的传输系统。

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