突破!抑制这11个基因靶点,可阻止活细胞中99.5%的癌转移 |Nature子刊
2018/06/24
癌转移是造成癌症患者死亡的主要原因。近日,阿尔伯塔大学(University of Alberta)的研究人员发现,通过抑制几个新发现的基因靶点,可以阻止活细胞中99.5%的癌症转移。


DOI: 10.1038/s41467-018-04743-2

新突破

这项研究以“Quantitative in vivo whole genome motility screen reveals novel therapeutic targets to block cancer metastasis”为题发表在《Nature Communications》杂志上。

文章第一作者、阿尔伯塔大学的John Lewis教授表示,“我们都知道,癌转移是90%的癌症患者死亡的原因。通过这项最新研究,我们发现了11种可能阻止癌症转移的新方法,这一结果潜在的重要性是无法想象的。”


John Lewis(左三)和他的研究团队

在最新的研究中,为了系统识别体内肿瘤微环境中肿瘤细胞运动所需的基因,研究人员建立一种基于人癌症转移体外胚胎活体成像的体内定量筛选平台。利用这一平台筛选全基因组shRNA(short hairpin RNA,shRNA)文库,他们发现了一组新基因,其表达与人类癌症转移风险密切相关。这些基因靶点的RNAi介导抑制了体内几乎全部(>99.5%)的自发性癌转移。

新靶点

具体来说,研究小组使用无壳的禽类胚胎(shell-less avian embryo)创建了一个独特的平台,实时观察癌细胞的生长和扩散。他们使用基因敲除文库(knockout library)将shRNA载体插入癌细胞中,shRNA会与细胞中的特定基因结合,并阻止基因的激活。随后,研究人员将这些癌细胞植入到胚胎中,观察哪些癌细胞表现出非转移性。

研究的共同第一作者、Lewis实验室的研究助理Konstantin Stoletov说道,“当我们发现致密的癌细胞扩增时,这意味着转移的所有步骤都被阻断了。之后,我们将它们取出来,查询基因以及验证发现,这些基因确实负责转移。”

研究小组使用该方法检测和鉴定了11种在癌症细胞转移中起重要作用的基因。研究人员表示,这些基因广泛参与了转移过程,并不是任何一种癌症所特有的。

新线索

Lewis认为,“癌症一旦转移,就会继续在身体的其他部位产生影响,而且这种疾病还会继续恶化。如果我们能在癌症患者的任何进展阶段阻止转移,这将对其生存产生重大影响。”

Lewis实验室现在计划将转移相关的基因和基因产物作为药物靶点,以期阻止癌症转移,并希望在未来几年内进行人体试验。他们也在努力探索其他类型的microRNAs的基因,这些基因可能为阻止癌转移提供更强的治疗靶点。

这项研究是由加拿大癌症协会和阿尔伯塔癌症基金会所资助。加拿大癌症协会的副研究员Judy Bray表示,这样的发现将为我们理解如何阻止癌症扩散和改善受这种疾病影响的人的预后提供新的线索。

阿尔伯塔癌症基金会总裁兼首席执行官George Andrews表示,这项突破性的研究对改善病人和其他方面的治疗有直接的影响。

责编:浮苏

参考资料

Putting the brakes on metastatic cancer

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  • Quantitative in vivo whole genome motility screen reveals novel therapeutic targets to block cancer metastasis

    Metastasis is the most lethal aspect of cancer, yet current therapeutic strategies do not target its key rate-limiting steps. We have previously shown that the entry of cancer cells into the blood stream, or intravasation, is highly dependent upon in vivo cancer cell motility, making it an attractive therapeutic target. To systemically identify genes required for tumor cell motility in an in vivo tumor microenvironment, we established a novel quantitative in vivo screening platform based on intravital imaging of human cancer metastasis in ex ovo avian embryos. Utilizing this platform to screen a genome-wide shRNA library, we identified a panel of novel genes whose function is required for productive cancer cell motility in vivo, and whose expression is closely associated with metastatic risk in human cancers. The RNAi-mediated inhibition of these gene targets resulted in a nearly total (>99.5%) block of spontaneous cancer metastasis in vivo.

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