新加坡研发快速鉴别致癌突变的新方法

2012-08-06 09:01 · pobee

新加坡科学家成功研发出快速鉴别致癌突变的新方法,通过这一手段,研究人员现在能够快速将可能致癌的遗传学突变(如“driver” 突变)与那些对癌症发生没有什么影响的突变区分开。该研究发表在Genes & Development杂志上。

新加坡A*STAR分子和细胞生物学研究所IMCB的科学家,成功开发了一种快速经济的方法,基于果蝇模型来检测致癌可能性高的基因突变。通过这一手段,研究人员现在能够快速将可能致癌的遗传学突变(如“driver” 突变)与那些对癌症发生没有什么影响的突变区分开。该研究能帮助医生基于患者特异性的癌症相关突变,开发更有靶向性的治疗手段,为个性化治疗癌症铺平了道路。该研究发表在Genes & Development杂志上。

图中显示了当新发现的“cooperating”癌基因结合EFGR “driver”突变协同作用时,转移性肿瘤在果蝇体内的扩散(绿色荧光蛋白标记)

新发现的“cooperating”癌基因结合EFGR “driver”突变协同作用时,转移性肿瘤在果蝇体内的扩散(绿色荧光蛋白标记)

随着癌症的发生和发展,癌细胞出现了复杂的遗传学变异,而基因组测序为人们提供了极为丰富的突变相关信息。“在癌细胞中出现了许多基因突变,这些突变在癌症发展为转移性癌的过程中持续积累。目前我们面临的挑战是,了解这许多基因突变中哪些是癌症发展的重要因素。”该研究的领导者Stephen Cohen博士说。

尽管在许多方面存在差异,果蝇和人类基因组的三分之二都惊人的相似。这就意味着,人类基因组中的许多基因也同样出现在果蝇基因组中。同样,肿瘤形成涉及的多种信号通路在果蝇和人类之间也是保守的。实际上,有研究显示约75%的已知人类致病基因都能在果蝇基因组中找到与之匹配的基因。

借助这种遗传学相似性,研究团队研发了一种新策略,在整个果蝇基因组中进行遗传学筛选,寻找那些协同作用的“cooperating”癌基因。这些基因单独存在都是无害的,对癌症也几乎没有影响。但实际上,它们能与其他癌基因协同作用,引发侵袭性癌症。

在本研究中,研究人员应用新方法寻找与EGFR “driver”突变协同作用的基因,这一突变通常与人类乳腺癌和肺癌相关。研究人员鉴定得到了几种协同作用的“cooperating”癌基因,其中一个是文章中提到的SOCS5。大多数这些新发现的基因中此前并未被认为是癌基因,不论是在人体抑或小鼠模型中。

“我们非常吃惊,因为这是首次发现SOCS基因家族与癌症相关。此前只发现它们与免疫紊乱有关。”文章第一作者Xin Hong博士说。

研究人员认为,研究虽然还处于初级阶段,但前景广阔。已经有证据显示,乳腺癌中SOCS5的表达水平降低,而且SOCS5水平低的患者预后较差。下一步,IMCB的研究团队准备将SOCS5开发成为癌症诊断的生物学标志。

研究人员总结道,这一研究展示了癌基因的复杂性,有望促进癌症个性化治疗的发展。这也是一个很好的例子,展示了果蝇模型的遗传学研究具有揭示人类癌症分子机制的强大能力。更重要的是,研究显示基础研究的延伸应用能为临床医疗带来很大的帮助。 

EGFR靶点的药物反应研究

EGFR是原癌基因c-erbB1的表达产物,是表皮生长因子受体(HER)家族成员之一,广泛分布于哺乳动物上皮细胞、成纤维细胞、胶质细胞、角质细胞等细胞表面。此外,EGFR信号通路对细胞的生长、增殖和分化等生理过程发挥重要的作用。EGFR等蛋白酪氨酸激酶功能缺失或其相关信号通路中关键因子的活性或细胞定位异常,均会引起肿瘤、糖尿病、免疫缺陷及心血管疾病的发生。

在靶向药物研究方面,EGFR早期的研究主要集中在EGFR表达及其下游信号通路方面。Cappuzzo等研究发现,吉非替尼对p-AKT阳性、p-ERK阴性的肿瘤疗效最好;而对p-AKT阴性、p-ERK阳性者无效。对吉非替尼较为敏感的患者,如女性、无吸烟史者及细支气管肺泡癌患者等,p-AKT阳性率显著升高。而EGFR靶向药物的敏感性与EGFR和磷酸化表皮生长因子受体的表达水平无关。

目前,有关EGFR突变与靶向药物疗效关系的研究正在广泛开展,但还有许多问题尚待解决,如西妥昔单抗可以部分恢复肿瘤对化疗的敏感性;在靶向药物疗效不明显的情况下症状却可以明显改善;部分EGFR阴性患者靶向药物治疗有效等,这些是否说明靶向药物还存在其他作用机制仍需进一步研究确定。

Oncogenic cooperation between SOCS family proteins and EGFR identified using a Drosophila epithelial transformation model

Héctor Herranz,Xin Hong,Nguyen Thanh Hung,P. Mathijs Voorhoeve and Stephen M. Cohen

MicroRNAs (miRNAs) are emerging as cooperating factors that promote the activity of oncogenes in tumor formation and disease progression. This poses the challenge of identifying the miRNA targets responsible for these interactions. In this study, we identify the growth regulatory miRNA bantam and its target, Socs36E, as cooperating factors in EGFR-driven tumorigenesis and metastasis in a Drosophila model of epithelial transformation. bantam promotes growth by limiting expression of Socs36E, which functions as a negative growth regulator. Socs36E has only a modest effect on growth on its own, but behaves as a tumor suppressor in combination with EGFR activation. The human ortholog of SOCS36E, SOCS5, behaves as a candidate tumor suppressor in cellular transformation in cooperation with EGFR/RAS pathway activation.

文献链接Oncogenic cooperation between SOCS family proteins and EGFR identified using a Drosophila epithelial transformation model