原发性肝癌(PLC)是全球癌症相关死亡的第三大原因，治疗非常有限。除其他罕见类型外，肝细胞癌(HCC)占PLC的75%~85%，肝内胆管癌(ICC)占10%~15%。30%~40%的HCC患者可能适合手术切除或移植。然而，对于晚期HCC，只有少数几种提供非常有限的生存益处的多激酶抑制剂可用。使用检查点抑制剂（如抗PD-1和抗PD-L1）的免疫疗法已显示出对晚期HCC的有希望的结果。值得注意的是，抗PD-L1和抗VEGF（血管内皮生长因子）抗体的组合比索拉非尼的疗效更好。与HCC相比，ICC更难诊断和治疗，预后更差。虽然人们对通过分子谱鉴定新靶点寄予厚望，但它被PLC的病因、遗传学和表型的异质性所掩盖。癌症驱动基因的突变是肝脏肿瘤发生的主要诱因。
年6月22日，浙江大学赵斌及梁廷波共同通讯在ScienceAdvances在线发表题为“Livercancerheterogeneitymodeledbyinsitugenomeeditingofhepatocytes”的研究论文，该研究报告了通过肝细胞的原位基因组编辑概括了25个人类癌症驱动基因或人类癌症驱动基因的组合，生成了25个PLC小鼠模型。这些小鼠肿瘤代表了人类PLC的主要组织病理学类型，根据转录组学和蛋白质组学谱可分为三种与人类匹配的分子亚型。
通过原位基因组编辑产生基因定义的小鼠肝脏肿瘤
通过将溶液加压注射到血管中产生的水动力可能会破坏内皮和密切相关的肝细胞质膜。这种方法成功地用于小鼠，将转座子和CRISPR-Cas9系统传递送到肝细胞中。因此，肝细胞基因组可以通过转座子整合或CRISPR-Cas9介导的非同源末端连接进行编辑。这种方法揭示了成熟肝细胞对恶性转化的易感性。
在本研究中，生成了一个质粒工具箱，用于在Piggybac(PB)转座子中表达转基因或短发夹RNA(shRNA)以及用于小鼠肝细胞原位基因组编辑的单向导RNA(sgRNA)和Cas9。基因组编辑的遗传组合的选择由人类PLC的突变景观指导。因此，该研究产生了代表PLC主要组织病理学类型的25种基因型的原发性小鼠肝脏肿瘤。
进一步的分子分析确定了三种人类匹配的小鼠肿瘤分子亚型，反映了治疗相关表型的异质性和动态。通过多重基因组编辑，该研究证明了丙酮酸激酶M2(Pkm2)在代谢重编程和肝肿瘤发生中的基因型特异性重要作用。因此，该研究提供了一个集成平台，包括用于原位基因组编辑的可扩展质粒工具箱、小鼠肝脏肿瘤生物库和相应的多组数据集，从而可以进一步研究和靶向肝癌的异质表型。
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