MYC癌基因通过抑制通常激活免疫系统的警报信号,使肿瘤得以伪装。这项新研究的发现为改进现有癌症疗法及开发新疗法提供了前景广阔的途径。
这是否标志着癌症治疗思维的转变?至少在实验室中,证据表明可能存在这种转变。一个国际研究团队成功解析了控制胰腺癌生长的关键机制。科学家们确定了癌细胞保护自身免受人体免疫系统攻击的潜在核心机制。在实验动物中阻断该机制后,肿瘤体积出现显著缩小。
细胞分裂的核心驱动因子
该研究结果现已发表在《细胞》杂志。研究主要由维尔茨堡大学(JMU)、麻省理工学院(美国)和维尔茨堡大学医院的Leonie Uhl、Amel Aziba和Sinah Löbbert等研究人员共同完成。
本研究由维尔茨堡大学生物化学与分子生物学讲席教授Martin Eilers领导,隶属于"癌症攻坚挑战"计划(Cancer Grand Challenges)的KOODAC团队。项目部分由英国癌症研究会、儿童无癌基金会(Kika)和法国国家癌症研究所(INCa)通过"癌症攻坚挑战"计划资助,欧洲研究理事会向Martin Eilers授予的高级基金提供了额外支持。
研究人员聚焦于癌症研究中早已知悉的特定蛋白:癌蛋白MYC。"在许多肿瘤类型中,该蛋白是细胞分裂的核心驱动因子,从而导致不受控制的肿瘤生长,"Martin Eilers解释道。然而一个关键问题仍未解决:高MYC活性的肿瘤如何逃避免疫防御?尽管MYC驱动的肿瘤生长迅速,却常对免疫系统保持"隐形"。
癌基因的另一面
最新发表的研究解答了这个问题。国际研究团队的关键发现是MYC具有双重功能。除已知的与DNA结合并激活促生长基因的作用外,当细胞处于应激状态时,它能转变功能。在快速生长的肿瘤内部混乱条件下,MYC获得新功能:不再与DNA结合,而是与新形成的RNA分子结合。
这种RNA结合具有深远影响:多个MYC蛋白形成致密簇集(称为多聚体),其功能类似分子凝聚物。这些"液滴"充当集散中心,特别吸引其他蛋白——尤其是外切体复合物——并将它们集中于一处。
随后外切体复合物会精准降解细胞废物,主要是所谓的RNA-DNA杂合体。这些是基因活动的缺陷产物,通常在细胞内发出强烈警报信号,向免疫系统提示异常状况。
MYC如何欺骗免疫系统
这正是MYC伪装功能的运作机制。通过借助外切体复合物组织降解RNA-DNA杂合体,它在警报信号激活免疫防御前将其消除。因此,下游信号链甚至无法启动,肿瘤对免疫细胞保持隐形。
研究人员证实,MYC蛋白内的RNA结合区域负责此伪装功能。关键在于,该区域并非MYC促生长功能(即DNA结合能力)所必需。驱动生长与欺骗免疫系统的两种功能在机制上相互独立。
动物模型中的精准肿瘤打击
后续步骤显而易见:经基因修饰失去RNA结合能力的MYC蛋白,将无法调用外切体复合物协助并阻断警报通路。在动物模型实验中,该发现的后果极为显著:"28天内,携带正常MYC的胰腺肿瘤体积增长24倍,而携带缺陷型MYC蛋白的肿瘤却在此期间崩解并缩小94%——但前提是实验动物的免疫系统保持完整,"Martin Eilers描述道。
展望与治疗潜力
这些结果为癌症治疗开辟了新途径。此前试图完全阻断MYC的尝试因该蛋白对健康细胞同样重要而困难重重。新发现的机制现提供了更精准的靶点。
"未来药物无需完全关闭MYC,而可特异性抑制其RNA结合能力。这可能保留其促生长功能,但解除肿瘤的隐形 cloak,"Eilers解释道。肿瘤因此将重新暴露于免疫系统并变得脆弱。
不过科学家警告,相应疗法投入市场仍需漫长过程。下一步需厘清免疫刺激型RNA-DNA杂合体如何转运出细胞核,以及MYC的RNA结合如何影响肿瘤微环境。
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