深度解析癌基因奧秘 攻克癌症指日可待!

作者:佚名 來源:生物穀 日期:17-02-22

癌基因是一類能夠引起細胞發生癌變的特殊基因,事實上癌基因有其正常的生物學功能,主要是刺激細胞正常的生長,以滿足細胞不斷更新的需求。但當癌基因發生突變後就會不斷地促使細胞生長或使細胞免於死亡,最後導致細胞癌變。

近年來,科學家們在癌基因研究方麵取得了眾多突破性的成果,比如有些科學家發現癌基因能夠控製幹細胞的活性,有些科學家則發現癌基因能夠幫助腫瘤深度隱藏,本文中小編就對和癌基因相關的重磅級文章進行了整理,分享給各位!

        【1】Cell Rep:新發現!明星癌基因BRCA1可影響造血幹細胞功能

DOI:10.1016/j.celrep.2016.12.075

        來自哈羅德-西蒙斯綜合癌症中心的研究人員最近發現BRCA1基因對於造血幹細胞存活有非常重要的作用,這可以幫助解釋為何攜帶BRCA1基因突變的病人很少出現白血病風險增加的情況,攜帶突變的幹細胞在有機會轉化成血液癌症之前就已經死亡。

        "類似BRCA1這樣的基因發生遺傳突變為何隻會在乳腺和卵巢這樣的特定組織中引起癌症而不會在所有組織中發揮促癌作用是癌症研究中的一個重要謎題。我們的數據表明一種'死亡或轉化'的假設或許可以解釋這種組織特異性。"Theodora Ross教授這樣說道。

        該研究的另外一些數據表明這些攜帶突變的病人可能更加難以應對化療引起的副作用。

        【2】科學家開發抑製明星癌基因的新方法 有望解決癌症治療重大難題

doi:10.1038/nchembio.2231

        來自美國芝加哥伊利諾斯大學的研究人員最近發現了一種新方法,能夠阻斷一種存在於接近30%的癌症中的基因突變的作用。

        在接近90%的胰腺癌中都存在RAS基因突變,在結腸癌,肺癌和黑色素瘤中也非常常見。RAS家族蛋白包括三個成員:K-RAS,H-RAS和N-RAS。

        RAS突變在人類癌症中的高頻發生以及腫瘤存活對RAS的依賴性使得RAS成為癌症研究和藥物開發的一個重要靶向分子。科學家們和藥物研發人員對RAS癌基因進行了長期研究,希望能夠找到治療癌症的新方法,但是至今為止還沒有發現能夠在保證安全性的情況下抑製RAS癌基因活性的藥物。

        在這項研究中,研究人員采用了一種不同的方法來研究RAS,他們開發了一種叫做NS1 monobody的合成蛋白,發現這種合成蛋白能夠阻斷RAS蛋白的活性。

        【3】Oncogene:揭示關鍵癌基因蛋白促進癌症發展的新型分子機製

doi:10.1038/onc.2016.350

        日前,一項刊登在國際雜誌Oncogene上的研究報告中,來自薩班研究所的研究人員通過研究鑒別出了癌基因MDM2在促進癌基因MYCN表達上的關鍵角色,MYCN對於視網膜母細胞瘤的生長和生存非常關鍵,視網膜母細胞瘤是一種兒童視網膜腫瘤,通常會影響一兩歲兒童的健康,盡管非常罕見,但其卻是兒童眼睛腫常見的惡性腫瘤,如果沒有得到及時治療,這種腫瘤具有致死性且會導致患兒失明,視網膜母細胞瘤常常會對突變或者單一基因(RB1)的缺失產生反應。

        此前研究中,研究者發現人類的視網膜母細胞瘤產生於視錐細胞,而本文研究中研究者在RB1基因處於失活狀態下研究了促進細胞轉變為視網膜母細胞瘤的關鍵特性。文章第一作者Donglai Qi表示,在癌基因MDM2和MYCN的高度表達下,視錐細胞不同於其他類型的細胞,我們研究發現,這兩種癌基因蛋白之間會出現互相串擾,即在視網膜母細胞瘤中MDM2能夠促進MYCN的表達。

        【4】Cancer Dis:白血病治療新方法讓癌基因變“乏力”

DOI: 10.1158/2159-8290.CD-16-0237

        一些基因的重新激活會導致造血幹細胞發生異常自我更新從而發生白血病,這些與自我更新有關的基因發生異常激活可能由DNA包裝過程中的一些結構性修飾引起。最近一項研究發現有兩種染色質調節因子能夠介導這些表觀遺傳修飾的變化,並且白血病細胞非常依賴這兩種因子。

        來自美國的科學家取得了上述研究進展,他們證明利用靶向藥使這兩種染色質調節因子失活可以破壞白血病細胞的自我更新程序使白血病細胞發生逆轉重新變成正常血細胞。相關研究結果發表在國際學術期刊Cancer Discovery上。

        急性髓係白血病是一種惡性血液癌症,目前治療這種疾病的主要方法是結合使用多種不同的化療藥物,但是由於病人基因型和年齡存在差異,隻有大約一半的病人能夠對這種治療方法產生應答。

        【5】Cell Rep: 致癌基因BRAF突變介導了黑色素瘤的侵襲

doi:10.1016/j.celrep.2016.04.073

        惡性黑色素瘤具有很強的侵襲和轉移能力,這也是導致大部分患者死亡的根源所在。近50%的黑色素瘤存在BRAF基因的激活性突變,而最常見的突變形式是第600位的纈氨酸被穀氨酸取代,即BRAFV600E突變,該突變會導致BRAF激酶及其下遊信號RAS-RAF-MEK-ERK的持續性激活。黑色素瘤患者發生BRAFV600E突變後,預後將非常差。雖然BRAFV600E在腫瘤發生過程中的作用已經被研究很多,但該突變是否在黑色素瘤的侵襲和轉移過程中也有重要作用一直備受爭議。

        該項研究發現BRAFV600E在促進黑色素瘤侵襲方麵具有廣泛的作用,可以促進纖維狀肌動蛋白(F-actin)和皮層蛋白斑(cortactin)的形成,從而介導細胞膜的凸起和細胞外基質的降解。抑製BRAFV600E表達可以阻礙黑色素瘤細胞的侵襲。在BRAFV600E 驅動的小鼠黑色素瘤模型和患者腫瘤組織切片中,BRAFV600E抑製劑處理會顯著降低皮層蛋白斑塊的形成。此外,全基因組表達譜分析顯示當BRAFV600E被抑製後,很多與侵襲偽足形成相關的基因表達水平將顯著下調。

        【6】Nature Nat Commun:5個新型乳腺癌基因或助力個體化療法開發

doi:10.1038/nature17676

        近日,刊登在國際雜誌Nature和Nature Communications上的兩項研究報告中,來自桑格學院研究所等機構(Wellcome Trust Sanger Institute)科學家們進行了一項有史以來最大的乳腺癌全基因組序列研究,研究者揭示了5個疾病發生的新型基因以及13個影響腫瘤發展的新型突變標記。

        研究者Serena Nik-Zainal表示,我們對560個乳腺癌基因組進行了分析,其中包括556份女性樣本和4名男性樣本,所有乳腺癌患者來自歐洲、美國以及亞洲等地區。每位患者的癌症基因組都是機體後天獲得遺傳改變的一個完整曆史模板,隨著個體從受精卵發育到成年期,細胞中的DNA會積累多個遺傳改變。

        文章中研究人員就開始尋找這些突變,而這些突變可以促進癌症發展,同時研究者還在尋找每位患者機體腫瘤的突變特性;結果發現,攜帶BRAC1和BRAC2基因的女性(往往患乳腺癌和卵巢癌的風險較高),不同個體之間的癌症基因組的情況並不相同,而且這些患者同其它乳腺癌患者的表現也並不相同,這或許就可以幫助研究者精確有效地區分不同類型的癌症患者。

        【7】Cell:重大突破!首次鑒定出抑製RAS癌基因的小分子

doi:10.1016/j.cell.2016.03.045

        RAS基因在30%以上的人類癌症中發生突變,而且代表著藥物開發者最為廣受歡迎的癌症靶標之一。然而,由於RAS突變蛋白缺乏藥物結合的口袋,這一目標一直難以實現。在一項新的研究中,來自美國西奈山伊坎醫學院、斯克利普癌症斯研究所、阿爾伯特-愛因斯坦醫學院和紐約結構生物學中心的研究人員鑒定出一種靶向這種重要的癌基因的新機製。相關研究結果發表在2016年4月21日那期Cell期刊上,論文標題為“A Small Molecule RAS-Mimetic Disrupts RAS Association with Effector Proteins to Block Signaling”。論文通信作者是西奈山伊坎醫學院腫瘤學教授E. Premkumar Reddy博士。

        RAS基因(HRAS、KRAS和NRAS)突變經常在很多最為常見和致命的腫瘤(包括胰腺癌、肺癌和結腸癌)中觀察到。盡管分子腫瘤學家在理解這些突變和它們對細胞信號轉導的影響方麵取得重大進展,但是在開發係統性地靶向這些RAS癌基因的藥物方麵幾乎沒有取得任何進展。這種進展的缺乏導致這個領域的很多人將RAS視為一種“無藥可靶向(undruggable,也譯作無藥可治的,無藥可用的)”的癌基因。

        【8】Cell:揭示癌基因調節腫瘤細胞信號轉導的分子機製

doi:10.1016/j.cell.2016.03.029

        近日,來自赫特福德大學的研究人員通過研究揭示了關鍵性致癌基因調節腫瘤細胞信號的特殊機製,相關研究刊登於國際雜誌Cell上。

        實體癌症是一種包含腫瘤細胞和基質細胞的異型細胞係統,腫瘤細胞癌基因對基質細胞的抑製會明顯影響癌症生物學的機製,而且異常的腫瘤基質信號會調節許多癌症的標誌;當單一的腫瘤機製信號的癌基因驅動調節子被鑒別時,目前研究人員並不清楚通過整個異型細胞係統的癌基因依賴性信號的傳播機製,因此本文研究中研究人員以癌基因信號為視角揭示了癌基因調節離體狀態腫瘤細胞的分子機製。

        研究者Christopher J. Tape指出,癌基因突變會調節腫瘤細胞和附近基質細胞的信號,文章中我們發現了癌基因KRAS會通過基質細胞來調節腫瘤細胞的信號,通過將細胞特異性的蛋白質組標記技術同多元化的磷酸化蛋白質組學(PhosphoProteomics)技術進行研究,我們就分析了胰腺導管腺癌細胞中異型細胞KRAS的信號通路。

        【9】Science:重大發現!癌基因MYC協助腫瘤隱藏

doi:10.1126/science.aac9935

        癌基因Myc也是一種轉錄調節基因,在幾種人類癌症中過度表達。根據一項新的研究,它似乎在阻止免疫細胞高效地攻擊腫瘤細胞中發揮著直接的作用。這種癌基因增加兩種免疫關卡蛋白CD47和PD-L1(programmed death-ligand 1, 程序性死亡配體1)的水平,有助阻止宿主免疫反應,從而部分上維持腫瘤生長。相關研究結果於2016年3月10日在線發表在Science期刊上,論文標題為“MYC regulates the antitumor immune response through CD47 and PD-L1”。

        未參與這項研究的英國劍橋大學癌症研究員Gerard Evan說,“之前已證實MYC深度地參與修改不斷增殖的腫瘤細胞的外部環境。有趣之處在於MYC改變T細胞到來並核查不斷擴大的腫瘤組織的能力。”

        未參與這項研究的美國芝加哥大學癌症研究員Thomas Gajewski寫道,“這項研究提示著. . .MYC能夠促進癌細胞中的免疫逃避分子表達。如果發現靶向作用於MYC的藥物在臨床中確實有效的話,那麼這一新的發現可能具有臨床轉化意義。”

        【10】Science:染色體“絕緣區域”的改變或將激活致癌基因的表達

doi:10.1126/science.aad9024

        近日,刊登在Science上的一項研究報告中,來自懷特黑德研究所的研究人員通過研究發現,名為“絕緣領域”(insulated neighborhoods)的環狀染色體結構可以激活癌基因表達促進惡性腫瘤的生長。

        研究者Richard Young表示,對癌基因錯誤調節的染色體結構角色的理解或可幫助深入探索其對機體基因組結構的影響,從而為改善人類健康和疾病進展提供幫助。此前研究者對人類基因組結構進行了繪圖並且描述了健康細胞中基因組結構對基因控製的影響,通過繪製基因組的3D構象圖譜,研究者就在染色體絕緣區域中發現了控製細胞身份的關鍵基因,絕緣區域中的環狀結構可以通過錨定位點被蛋白質CTCF所維持,而所有必要的基因調節,包括合適的激活或抑製性控製都是在這些附帶的絕緣區域中發生的。

        同時研究者還發現,這些CTCG錨定位點在人類機體的多種不同細胞中都處於被維護的狀態,而且其在靈長類動物的基因組中還是高度保守的,這就強調了其對正常發育的重要性,一些廣泛的結構保守性就可以幫助科學家們推測基因組構象的破壞和疾病,比如癌症之間的關聯。隨後研究者對50多種癌症類型進行係統性的基因組分析揭示了影響CTCF錨定位點的基因突變,這些突變會引發絕緣區域界限的缺失,比如研究者在T細胞急性淋巴母細胞白血病、食道癌及肝癌中發現的絕緣區域的破壞。

        【11】Cell:癌基因控製幹細胞活性

doi:10.1016/j.cell.2015.12.033

        近日,刊登在國際雜誌Cell上的一項研究論文中,來自海德堡幹細胞研究所等機構的研究人員通過對胚胎幹細胞進行研究發現了可以控製胚胎發育暫停的因子。我們都知道,在很多類型的癌症中都會產生大量的MYC(癌基因),而且MYC產生地越多,腫瘤的惡性程度就會愈發明顯。

        研究者指出,MYC同樣在胚胎幹細胞中也處於活性狀態,為了闡明該基因在胚胎幹細胞中的角色,研究者對MYC選擇性失活小鼠機體的胚胎幹細胞進行了相關研究,結果發現胚胎的MYC剔除的幹細胞會強烈降低在細胞分裂、生長及細胞代謝中多種基因活性的表達,然而休眠的細胞依然會維持活性而且同幹細胞一樣保持同一性,這些休眠的幹細胞可以持續產生幹細胞因子來促進幹細胞分化形成機體中超過200多種類型的細胞。

關鍵字:癌基因

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