Science聚焦：癌癥與端粒酶

日期：2015-03-25 08:59:16

在癌癥領(lǐng)域，許多科學(xué)家將他們的整個(gè)研究生涯都投入到去尋找一些細(xì)胞相似點(diǎn)，希望有可能促成針對(duì)許多癌癥的單一療法——然而一個(gè)多層面的問(wèn)題很少有機(jī)會(huì)獲得單一的答案。

1997年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)他們認(rèn)為是細(xì)胞不死關(guān)鍵原因的基因。端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（TERT）是端粒酶的催化亞單位。盡管細(xì)胞永生聽起來(lái)不錯(cuò)，但實(shí)際上它是癌性腫瘤在癌癥患者體內(nèi)生長(zhǎng)和繁殖的方式。

在上世紀(jì)90年代末，TERT是否是致癌基因是一個(gè)尚未解答的問(wèn)題。科學(xué)家們?cè)诮酉聛?lái)的十年時(shí)間里一直在搜尋激活它的突變，卻沒人能夠找到TERT突變。兩年前，兩個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)TERT根本沒有突變。與之相反，突變發(fā)生在控制這一基因表達(dá)的調(diào)控區(qū)域中，這些突變出現(xiàn)在黑色素瘤、腦癌、肝癌和膀胱癌等許多癌癥中。

科羅拉多大學(xué)BioFrontiers研究所主任說(shuō)：“就在那時(shí)我意識(shí)到我們應(yīng)投入實(shí)驗(yàn)室中所有的工具和專業(yè)知識(shí)來(lái)了解這些突變背后的機(jī)制。我們實(shí)驗(yàn)室與科羅拉多大學(xué)Anschutz醫(yī)學(xué)院的合作者們一起，追蹤了從DNA到增高的RNA水平，到增高的蛋白質(zhì)水平，直至增高的端粒酶水平這一突變的效應(yīng)。我們?cè)?/span>23個(gè)膀胱癌細(xì)胞系中通過(guò)比較有和無(wú)突變的癌細(xì)胞闡明了這一效應(yīng)。”

Cech證實(shí)這些啟動(dòng)子突變與高水平的mRNA、TERT蛋白、端粒酶酶活性以及端粒長(zhǎng)度相關(guān)。他將研究小組的成果發(fā)布在了近期的《科學(xué)》（Science）雜志上。

膀胱癌細(xì)胞系是在Anschutz醫(yī)學(xué)院獲得，Cech研究小組和同事們采用這些細(xì)胞系，是因?yàn)樗鼈兊募?xì)胞運(yùn)作方式適用于各種不同的癌癥。膀胱癌本身就是個(gè)不小的威脅。根據(jù)美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生院的報(bào)道，僅2014年這種癌癥就導(dǎo)致1.5萬(wàn)多人死亡，同年確診了近7.5萬(wàn)新增病例。治療這種癌癥并不容易，其包括一些聯(lián)合化療、細(xì)菌生物療法或完全切除膀胱。

這一研究小組與科羅拉多大學(xué)的兩個(gè)學(xué)院合作，從Anschutz醫(yī)學(xué)院獲得了獨(dú)特的膀胱癌細(xì)胞系。Cech實(shí)驗(yàn)室還采用一種方法檢測(cè)了細(xì)胞內(nèi)的TERT蛋白質(zhì)分子數(shù)量以及酶活性的微小改變。

利用這些工具，該研究小組突破當(dāng)前的技術(shù)限制測(cè)量了細(xì)胞內(nèi)的分子變化。計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)了研究結(jié)果：高端粒酶水平可以預(yù)測(cè)患者的膀胱癌是致命的還是不致命。在未來(lái)的某個(gè)時(shí)候，醫(yī)生們或許可以檢測(cè)癌癥患者中端粒酶的活性，根據(jù)癌癥的嚴(yán)重程度來(lái)開出治療計(jì)劃。利用這一技術(shù)，端粒酶可成為某些癌癥的一個(gè)生物標(biāo)記物，Cech希望他的研究將為醫(yī)療診斷公司開發(fā)一種可以在醫(yī)生辦公室很容易使用的測(cè)試提供所需的知識(shí)。

“我們希望這項(xiàng)研究將推動(dòng)制藥公司去尋找一些端粒酶抑制劑，延緩癌癥及將它改變?yōu)橐环N更加可治療的形式。我們還很有興趣想看看，這一研究是否適用于其他的癌癥類型，這將為采用一種藥物來(lái)影響許多不同種類的癌癥創(chuàng)造一個(gè)機(jī)會(huì)，”Cech說(shuō)。