基因突變可以改變我們的基因產生的蛋白質的功能，並可能導致癌症等疾病。現在，研究人員以一種不太常用的方式使用基因編輯技術CRISPR/Cas 9，產生肝癌腫瘤，以更好地了解其背後的基因突變。

CSHL的科學家們在小鼠身上創造了兩種肝臟腫瘤亞型，上面的圖像。左邊的圖像顯示了一種肝臟腫瘤亞型，它與人類肝癌的最常見形式–肝細胞癌有關。右邊是一種與較罕見的肝癌有關的腫瘤亞型，主要發現於兒童，名為肝母細胞瘤。

基因包含產生蛋白質所需的信息。拼接是一個過程，從基因編碼的信息中復制的RNA信息在被用作製造特定蛋白質的藍圖之前被編輯。

源自單一基因、功能高度相似但氨基酸序列不同的蛋白質被稱為異構體。異構體的產生是身體對一個基因或蛋白質的特性進行模仿的方式。不同的異構體可以導致不同類型的癌症腫瘤的形成。這些腫瘤亞型很難在實驗室中產生，因此難以研究。

為了更好地了解異構體如何導致不同類型肝癌的產生，一項新的研究使用基因編輯工具CRISPR/Cas9來研究不同的異構體如何導致不同腫瘤亞型的發展。

該研究的通訊作者Semir Beyaz說：”每個人都認為癌症只是一種類型。但是有了不同的異構體，你最終會出現具有不同特徵的癌症亞型。”

研究人員使用CRISPR/Cas9鎖定了小鼠基因CTNNB1的一個部分。CTNNB1基因提供了製造一種叫做β-catenin的蛋白質的指令，這種蛋白質參與調節和協調細胞間的粘附，並參與基因轉錄。

以前的研究已經確定β-catenin是一種有效的致癌基因，這種基因可以將健康細胞轉化為腫瘤細胞。CTNNB1基因的突變與廣泛的癌症有關，包括肝癌和結腸癌。CTNNB1基因第3外顯子的突變–外顯子是編碼蛋白質的DNA或RNA的一個部分–是參與腫瘤形成的基因轉錄的關鍵。

在目前的研究中，研究人員希望確定β-catenin突變如何推動肝癌腫瘤亞型的發展，即肝細胞癌（HCC）和肝母細胞瘤（HB）。HCC是成人肝癌中最常見的類型，約佔所有肝癌的90%，而HB是一種罕見的肝癌形式，常見於兒童。

通常，CRISPR/Cas9技術被用來通過移除DNA序列的部分來抑制基因功能（功能喪失）。但在這裡，研究人員首次將其用於功能增益研究，在小鼠中創造不同的致癌突變。

以這種方式使用CRISPR/Cas9刺激了蛋白質的活性，因此也刺激了腫瘤的生長。通過對腫瘤亞型、HCC和HB進行基因測序，研究人員發現，CRISPR/Cas9誘導的β-catenin異構體推動了肝臟腫瘤亞型。

Beyaz說：”我們能夠確定那些與不同癌症亞型相關的異構體。對我們來說，這是一個令人驚訝的發現”。

為了證實這些異構體導致了突變，研究人員測試了他們是否能夠在不使用CRISPR的情況下在小鼠中產生肝癌亞型。他們發現確實可以。

該研究強調了在功能增益研究中使用CRISPR/Cas9的潛力，並創造了一種模擬某些肝臟腫瘤亞型的新方法。它還進一步證明了外顯子3在腫瘤發展中的作用以及靶向外顯子跳過的好處。

外顯子跳過是一種療法，它使用突變特異性反義寡核苷酸（AON）–一種實驗室製造的可以與特定RNA分子結合的DNA或RNA位點–來誘導RNA剪接，使細胞”跳過”有問題的或錯位的外顯子。

研究人員希望他們的發現可能會指導未來對癌症的新治療干預措施的研究。

Beyaz說：”最終，我們想做的是找到研究癌症生物學的最佳模型，以便我們能夠找到治療方法。”

該研究發表在《病理學雜誌》上。