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題目既然提到了基因敲除，那么先給大家科普下最新的基因敲除技術(shù)：
什么是CRISPR-Cas9？
CRISPR-Cas9是細(xì)菌進(jìn)行自我保護(hù)對(duì)抗病毒的系統(tǒng)，也是反擊攻擊者的基因武器，后來為我們聰明的人類所用成為第三代基因編輯技術(shù)。
CRISPR-Cas9有I型、II型和III型三種不同的類型，其行使功能共分為3個(gè)階段
獲取新的間隔序列
首先掃描入侵的核酸的潛在PAM（protospacer adjacent motifs）來明確原間隔序列，接著切割新的介個(gè)序列并在5‘端合成重復(fù)序列，最后將重復(fù)序列-間隔序列插入靠近CRISPR導(dǎo)向序列的重復(fù)區(qū)間內(nèi)
CRISPR基因座的表達(dá)
在外源遺傳物質(zhì)的誘導(dǎo)下，CRISPR基因座轉(zhuǎn)錄crRNA（CRISPR RNA）并且加工成熟。
干擾外源遺傳物質(zhì)
最后crRNA與特異Cas蛋白形成核糖核蛋白復(fù)合物，在復(fù)合物與靶標(biāo)位點(diǎn)配對(duì)之后摧毀外源的遺傳物質(zhì)。
圖 1
但是基因敲除的價(jià)格是非常貴的，一個(gè)小鼠的基因敲除價(jià)格達(dá)到上萬元，可以說對(duì)于科研經(jīng)費(fèi)不充足的老師來說是很不友好的。
其實(shí)現(xiàn)在有很多開源的基因敲除數(shù)據(jù)庫，我們完全可以利用里面的數(shù)據(jù)做我們感興趣的研究，成本低、數(shù)據(jù)量大、隨取隨用，非常方便。
那么老師們可能會(huì)面臨一個(gè)問題，有了數(shù)據(jù)，怎么用？今天小編為大家分享的這篇文章就是基于基因敲除的數(shù)據(jù)分析急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia, AML)的臨床預(yù)后，基因敲除與生物信息分析的完美結(jié)合，也成就了這邊高分文章。
下面我們具體來看一下這篇文章
2022年7月25日發(fā)表于 Clinical cancer research IF 13.801
研究背景
急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia, AML)是具有高度遺傳性和臨床異質(zhì)性的惡性血液病，其特點(diǎn)是未成熟髓系前體在骨髓(bone marrow, BM)和其他組織中積累。盡管急性髓性白血病的治療有了改進(jìn)，但常見的化療效果差和高復(fù)發(fā)率，全球5年生存率仍明顯較低，約為30%。因此發(fā)現(xiàn)參與發(fā)病機(jī)制和耐藥相關(guān)的基因是改善臨床效果的現(xiàn)實(shí)需要。
目前，AML風(fēng)險(xiǎn)分層依賴于基因突變和細(xì)胞遺傳學(xué)改變的基因檢測。然而，基因組數(shù)據(jù)和臨床篩查對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)分層作用卻非常小，這凸顯了改善患者風(fēng)險(xiǎn)分層的必要性。白血病干細(xì)胞（LSCs）的持續(xù)存在并不能完全解釋白血病的耐藥和復(fù)發(fā)，化療后產(chǎn)生的白血病再生細(xì)胞與治療性LSCs相比呈現(xiàn)出明顯的分子特征。患者的“fitness”在AML患者一線治療決策中起主要作用，如果患者為“fit”則接受密集型強(qiáng)化化療。因此，“fitness”基因的干擾導(dǎo)致細(xì)胞的增殖缺陷，具有潛在的預(yù)后價(jià)值。
研究內(nèi)容
全面分析了1000多個(gè)體內(nèi)和體外的全基因組CRISPR-Cas9數(shù)據(jù)，篩選和系統(tǒng)地識(shí)別AML特異性“fitness”基因，這些基因的失活會(huì)損害患者的生存和AML細(xì)胞的增殖；
進(jìn)一步開發(fā)并驗(yàn)證了一種新型的AML 16基因”fitness”評(píng)分（AFG16），該評(píng)分在2300多名患者中具有高度的預(yù)后；
研究了與AFG16相關(guān)的突變情況和生物學(xué)特征，證明了該評(píng)分在預(yù)測化療和靶向藥物治療反應(yīng)方面的能力；
研究結(jié)果
1、對(duì)全基因組CRISPR-Cas9敲除篩選分析確定一個(gè)最佳的16基因（AFG16）預(yù)后標(biāo)志
分析了體外CRISPR-Cas9篩選數(shù)據(jù)集，并通過比較26個(gè)AML細(xì)胞系和1028個(gè)其他癌癥類型的細(xì)胞系的數(shù)據(jù)，確定了AML細(xì)胞生存特異性所需的基因。與14個(gè)AML細(xì)胞系和體內(nèi)篩選hoxa9驅(qū)動(dòng)的髓系白血病模型交叉得到280個(gè)基因。在這項(xiàng)研究中，我們將AFG定義為敲除減少的任何基因。在HOVON dataset進(jìn)行回歸分析研究AFG與患者的生存關(guān)系，得到最佳的16基因signature。
2、AFG16評(píng)分顯示了跨數(shù)據(jù)集的穩(wěn)健性
綜合評(píng)估了來自三個(gè)微陣列平臺(tái)和Illumina RNA-seq平臺(tái)的五個(gè)獨(dú)立AML隊(duì)列(共1570例患者)中AFG16評(píng)分與患者生存期的相關(guān)性。
3、AFG16得分高于其他基于基因表達(dá)的signature
在不同的數(shù)據(jù)集中將AFG16得分與另外3個(gè)基因表達(dá)signature進(jìn)行比較，結(jié)果表明AFG16評(píng)分是獨(dú)立于其他已發(fā)表的基于基因表達(dá)的signture，并能作為AML生存的可靠預(yù)后預(yù)測因素。
4、AFG16不同分組間患者基因組異常分析
分析AFG16得分高低組間的體細(xì)胞突變和臨床信息，發(fā)現(xiàn)7個(gè)分子標(biāo)記物出現(xiàn)的頻率有顯著差異（下圖 B）。生存分析結(jié)果顯示TP53突變、復(fù)雜的核型與不良預(yù)后顯著相關(guān)，而CBFB/MYH11融合作為單因素提示臨床預(yù)后相對(duì)較好。
接下來，在最新的歐洲白血病網(wǎng)2017（ELN2017）分類中評(píng)估了AFG16評(píng)分的預(yù)后價(jià)值。多變量回歸分析顯示AFG16評(píng)分獨(dú)立于患者年齡、性別、WBC計(jì)數(shù)和ELN2017分類（下表）。通過將AFG16signature納入ELN2017，產(chǎn)生了三個(gè)新的風(fēng)險(xiǎn)群體（下圖 F），完善的風(fēng)險(xiǎn)方案有助于改善AML患者的風(fēng)險(xiǎn)分類。
這些結(jié)果表明AFG16評(píng)分增強(qiáng)ELN2017分類方案的預(yù)后能力。
AFG16評(píng)分具有臨床適用性
對(duì)真實(shí)世界的157名患者的de novo RNA-seq和高深度靶向基因測序的結(jié)果進(jìn)行分析，與基于公共轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集的研究結(jié)果一致，AFG16高分患者的OS明顯低于AFG16低分患者。還比較了在真實(shí)世界隊(duì)列中AFG16high和AFG16low患者的突變景觀。與ELN2017的相關(guān)性分析中，高AFG16評(píng)分與ELN2017不良風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。將AFG16 signature引入ELN2017分類方案顯著改善了AML患者的風(fēng)險(xiǎn)分類。
這些結(jié)果表明AFG16評(píng)分在臨床上具有很強(qiáng)的預(yù)后意義和廣泛的適用性。
AFG16評(píng)分可提高AML化療耐藥的預(yù)測
接下來評(píng)估了AFG16評(píng)分預(yù)測治療耐藥的能力，耐藥被定義為在初始誘導(dǎo)化療后未能達(dá)到形態(tài)學(xué)CR。納入常用臨床參數(shù)和細(xì)胞遺傳風(fēng)險(xiǎn)的多因素回歸模型，加入AFG16評(píng)分因素的模型顯著提高了預(yù)測能力（下圖 AB）并且AFG16評(píng)分在兩個(gè)隊(duì)列的多變量回歸模型中是最顯著的協(xié)變量（下圖 CD）。
這些結(jié)果表明AFG16評(píng)分可輔助預(yù)測AML患者化療耐藥性。
7、AFG16評(píng)分為AML提供了有前景的治療策略
捕獲了特定的轉(zhuǎn)錄組特性
考慮到AFG16高分與誘導(dǎo)化療較低的CR率以及較差的患者結(jié)局之間的顯著相關(guān)性，文章進(jìn)一步研究了AFG16高分患者是否可以從化療之外的其他治療策略中受益。分析AML患者對(duì)奎哌替尼、L86-8275、SNS-032治療的反應(yīng)，結(jié)果顯示FLT-ITD突變的AML患者對(duì)奎哌替尼更加敏感， L86-8275、SNS-032藥物對(duì)AFG16高的患者具有更強(qiáng)的抑制作用并通過基因差異表達(dá)和富集分析進(jìn)行驗(yàn)證。
綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)表明AFG16評(píng)分可用于促進(jìn)更合理地使用強(qiáng)效候選藥物，如L86-8275和SNS-032。
總結(jié)
文章構(gòu)建了AFG16評(píng)分系統(tǒng)，并進(jìn)行不同數(shù)據(jù)集評(píng)分系統(tǒng)的穩(wěn)健性分析、與其他評(píng)分系統(tǒng)的比較進(jìn)行AFG16評(píng)分系統(tǒng)有效性的分析，同時(shí)通過真實(shí)數(shù)據(jù)說明AFG16評(píng)分系統(tǒng)改善了AML患者的風(fēng)險(xiǎn)分類，最后證明AFG16可輔助臨床進(jìn)行藥物的篩選。與常見的構(gòu)建評(píng)分模型相比，本文對(duì)構(gòu)建的評(píng)分系統(tǒng)的驗(yàn)證更加全面并且結(jié)合了真實(shí)世界的數(shù)據(jù)。
文章研究的是急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia, AML)，在其他癌型也可以做這種方向嘗試哦~心動(dòng)的小伙伴趕緊來吧~
