藥物作用靶點(diǎn)篩選與基因敲除技術(shù)的關(guān)系

2018年一對(duì)雙胞胎嬰兒的CCR5基因敲除的事件在社會(huì)上引起了軒然大波，拋開這次事件而言，作為一項(xiàng)生物研究技術(shù)，基因敲除在藥物研發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用也很廣泛，今天我們來看一下它在藥物作用靶點(diǎn)篩選上的作用吧！

通過藥物作用的靶點(diǎn)來設(shè)計(jì)開發(fā)創(chuàng)新藥物是目前創(chuàng)新藥制劑開發(fā)的一條重要線索，每年都會(huì)有作用于新靶點(diǎn)的藥物上市，為治療疾病提供了全新的作用機(jī)制，也為一些無法治療的藥物提供了新的希望，因此藥物靶點(diǎn)篩選和確定對(duì)于創(chuàng)新藥物研發(fā)具有巨大的潛力。通過基因敲除技術(shù)構(gòu)建的模型不僅在發(fā)現(xiàn)具體基因功能和藥物作用新靶點(diǎn)方面具有高度價(jià)值，同時(shí)也有助于確定藥物作用于特定靶點(diǎn)后的不良反應(yīng)，可以為探尋藥物作用新靶點(diǎn)提供一個(gè)更高效便捷的研究手段，從而極大地促進(jìn)新藥研發(fā)。

基因敲除主要指的是基因同源重組，用設(shè)計(jì)的同源片段替代靶基因片段，從而達(dá)到基因敲除的目的。選擇確定新穎有效的藥物靶點(diǎn)是創(chuàng)新藥制劑開發(fā)的一項(xiàng)重要任務(wù)，基因敲除技術(shù)的建立和發(fā)展使得人們?yōu)檠芯炕�因的功能和尋找新的治療人類疾病的靶點(diǎn)提供了強(qiáng)有力的支持�；�因打靶和基因捕獲是兩種通過胚胎干細(xì)胞(ESC)構(gòu)建基因敲除小鼠的技術(shù).基因打靶通過同源重組替換內(nèi)源基因從而敲除目的基因，而基因捕獲則有啟動(dòng)子捕獲和polyA捕獲兩種方法對(duì)目的基因進(jìn)行敲除。

如有研究者探討了HMGN5基因敲除對(duì)人膀胱上皮癌細(xì)胞順鉑化療敏感性的影響，采用不同濃度CDDP(0、1、2、4，8、16 μg/ml)處理人UBC細(xì)胞系，采用Western blot、菌落形成、細(xì)胞侵襲、細(xì)胞凋亡及Hoechst 33342染色法評(píng)價(jià)HMGN55蛋白敲除對(duì)UBC細(xì)胞CDDP敏感性的影響，同時(shí)分析HMGN5基因參與到UBC細(xì)胞CDDP治療環(huán)節(jié)可能分子機(jī)制^[1]。最終研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)HMGN5可能是順鉑治療潛在靶點(diǎn)，抑制HMGN5基因有助于增加UBC細(xì)胞化療敏感性，這一作用主要通過干擾PI3K/Akt信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)。

通過觀察某個(gè)基因的敲除對(duì)癌癥細(xì)胞的化療敏感性的影響，為探索該基因的具體作用機(jī)制，尋找潛在的治療靶點(diǎn)提供了幫助。美迪西藥物化學(xué)為客戶提供涵蓋各種靶標(biāo)和疾病領(lǐng)域的新藥研發(fā)外包服務(wù)，包括從活性化合物發(fā)現(xiàn)， 藥物靶點(diǎn)篩選驗(yàn)證，先導(dǎo)化合物優(yōu)化到臨床前候選藥物的選擇。

利用基因敲除技術(shù)建立的模型可以觀察在特定基因缺失的條件下動(dòng)物對(duì)藥物的代謝情況。網(wǎng)上有資料報(bào)道，將基因操作技術(shù)應(yīng)用于 CYP450 藥物代謝酶的研究，已成為國際生物工程研究領(lǐng)域的競爭熱點(diǎn)。基因敲除和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物為藥理學(xué)、毒理學(xué)研究提供了可靠的動(dòng)物模型，也為新藥開發(fā)提供了一條與人體內(nèi)環(huán)境近似而又基于整體動(dòng)物水平的高通量篩選途徑。

有研究者初步研究了Bcl-9基因在3種乳腺癌細(xì)胞株中的表達(dá)情況，探討B(tài)cl-9基因的敲除對(duì)乳腺癌細(xì)胞株侵襲及遷移能力的影響及意義^[2]。研究者分析了3種不同表型的人乳腺癌細(xì)胞株，采用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(RTPCR)和蛋白免疫印跡法(Western blot)檢測人乳腺癌細(xì)胞株MDA-MB-231、MCF-7和MDA-MB-453中Bcl-9 mRNA及蛋白表達(dá)水平，篩選出高表達(dá)Bcl-9的細(xì)胞株;構(gòu)建Bcl-9慢病毒質(zhì)粒shRNA，針對(duì)高表達(dá)Bcl-9的細(xì)胞株做Bcl-9基因敲除實(shí)驗(yàn)；采用Transwell細(xì)胞小室及細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究Bcl-9基因的敲除對(duì)乳腺癌細(xì)胞株侵襲及遷移能力的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)Bcl-9基因的敲除可以有效抑制乳腺癌細(xì)胞株MDA-MB-231侵襲及遷移能力，提示其可能成為抑制乳腺癌細(xì)胞侵襲及轉(zhuǎn)移新的分子靶點(diǎn)。

基因敲除技術(shù)已成為包括生物醫(yī)學(xué)在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域研究的重要手段，已經(jīng)成為進(jìn)行藥物作用機(jī)制研究的強(qiáng)有力的新型手段，在藥物靶點(diǎn)篩選上也有相應(yīng)的研究，為創(chuàng)新藥制劑的研發(fā)提供了很大的幫助。

[1] HMGN5基因敲除對(duì)人膀胱上皮癌細(xì)胞順鉑化療敏感性的影響[J].

[2] Bcl-9基因敲除對(duì)乳腺癌細(xì)胞株侵襲及遷移能力作用研究[J].