在胃类器官中建立 CRISPR 筛选体系
2025 年 8 月，Nature Communications 发表人源胃类器官 CRISPR 筛选研究。团队从非肿瘤胃组织类器官出发，使用已经建立的 TP53、APC 双敲除模型进行研究。明确的遗传背景有助于比较不同基因干预产生的变化。
首轮生长筛选覆盖 1,093 个膜蛋白相关基因，识别出 68 个敲除后造成生长缺陷的候选。LRIG1 缺失与生长优势相关；CD151、KIAA1524、TEX10 和 RPRD1B 四个候选的生长缺陷在独立验证中重现。
CRISPR 抑制与激活筛选比较顺铂响应
团队进一步建立可诱导的 CRISPR 抑制和激活体系，分别降低或提高内源基因表达，比较这些变化对顺铂作用的影响。
CXCR4 和 SOX2 的检测确认抑制与激活体系能按预期降低或提高内源表达。顺铂筛选覆盖 1,952 个 DNA、RNA 结合蛋白相关基因，同时设置无药对照，以区分基础生长依赖与药物相关效应。
分析将药物组与无药组的向导 RNA 数量变化相比较，区分本来就影响生长的基因和改变顺铂敏感性的基因。CRISPR 抑制筛选识别出 41 个抑制后可增强顺铂敏感性的候选基因，以及 9 个抑制后具有保护作用的候选基因，其中包括多个 DNA 修复过程的组分。
激活筛选另识别出 9 个过表达后增加顺铂敏感性的候选。抑制筛选中有 14 个候选进入后续独立检查，9 个确认敏感性增加；其余 5 个在无药条件下已出现快速生长缺陷，因此未进入顺铂敏感性实验。
单细胞分析揭示相似表型背后的不同细胞状态
研究用 Perturb-seq 进一步分析部分候选基因，将每个细胞的基因干预信息与其转录组相对应。抑制体系和激活体系分别取得约 20,000 个和 9,000 个单细胞的表达资料，用于比较基因干预后的细胞状态。
在不加顺铂时，即使属于同一修复通路的不同基因干预，也可以产生差异较大的转录特征；加入药物后，针对同一 DNA 修复通路的不同基因干预，产生的转录特征趋于一致。研究由此比较的是药物环境怎样改变基因干预的影响。
团队还把单独基因干预、单独给药及两者合用进行比较，观察实际表达变化是否偏离单独效应相加的预期。这种分析用于寻找特定基因与顺铂共同作用时更明显的下游过程，为后续独立实验提供线索。
岩藻糖基化变化与顺铂敏感性
其中一条线索涉及 GMDS 及蛋白岩藻糖基化。多个核苷酸切除修复相关基因被抑制后，顺铂对 GMDS 表达的降低更明显，凝集素检测也观察到蛋白岩藻糖基化减少。同源重组修复基因的干预未见相同的 GMDS 协同抑制模式。
作者继续增加 GMDS 表达，发现类器官对顺铂更敏感，同时伴随 DNA 损伤相关指标增加。相反，采用抑制岩藻糖基化的处理后，顺铂的细胞毒性减轻，半数抑制浓度提高。两组方向相反的实验支持作者提出的解释：降低这一糖基化过程可能是损伤后保护细胞的反应。
TAF6L 与顺铂处理后的增殖恢复
研究还关注 TAF6L。抑制它会提高顺铂敏感性，增加其表达则对药物引起的细胞死亡有保护作用。作者没有观察到所检测的主要 DNA 修复信号随 TAF6L 改变而出现对应变化，因此继续检查细胞增殖及染色质状态。
核苷类似物掺入实验显示，TAF6L 抑制组的增殖细胞比例降低，在顺铂处理后降至约 1%；重新表达可恢复相关增殖。染色质分析发现，TAF6L 缺失后有 36,658 个可及性峰降低、28 个升高，而提高 TAF6L 表达没有引起类似的大范围改变。作者认为其作用可能涉及增殖恢复所需的转录环境，精确机制仍待研究。
该模型由非肿瘤胃类器官经过致癌基因改变建立，代表癌前阶段；作者提出，观察到的依赖关系可能偏向早期癌变。CRISPR 激活筛选的重复一致性低于抑制筛选。类器官的遗传背景、细胞构成和组织取材区域也会影响结果；本次三维筛选与既往二维筛选使用的细胞、文库和分析条件均有差异。