癌症的秘密武器?抵御病毒的酶可能助长肿瘤的进化

癌症的秘密武器?抵御病毒的酶可能助长肿瘤的进化团队获得的一个癌细胞核的三维图像显示了细胞核内的APOBEC3G蛋白(绿色)(蓝色)。在最近发表在《癌症研究》杂志上的这项新研究中,科学家们使用了一个膀胱癌的临床前模型来研究名为APOBEC3G的酶在促进该疾病方面的作用,并发现它大大增加了肿瘤细胞的突变数量,提升了膀胱肿瘤的遗传多样性并加速了死亡率。"我们的研究结果表明,APOBEC3G是膀胱癌进化的一大贡献者,它应该被视为未来治疗策略的一个目标,"研究高级作者、威尔康奈尔医学中心血液学和医学肿瘤学部门以及细胞和发育生物学部门的助理教授BishoyM.Faltas博士说,他也是纽约长老会/威尔康奈尔医学中心专门研究尿路癌的肿瘤学家。APOBEC3家族的酶能够通过化学方式修改一个胞嘧啶核苷酸(遗传密码中的字母"C")来突变RNA或DNA。这可能导致在该位置出现错误的核苷酸。这些酶的正常作用,包括APOBEC3G,是为了对抗像HIV这样的逆转录病毒--它们试图通过突变病毒基因组中的胞嘧啶来阻碍病毒的复制。这些酶的内在危险性表明,必须有机制来防止它们伤害细胞的DNA。然而,从大约十年前开始,使用新的DNA测序技术的研究人员开始在癌症的背景下发现细胞DNA的广泛APOBEC3型突变。在2016年对人类膀胱肿瘤样本的研究中,同时也是英格兰德精密医学研究所膀胱癌研究主任、桑德拉和爱德华-梅耶癌症中心成员的法尔塔斯博士发现,这些肿瘤中很高比例的突变与APOBEC3有关-而且这些突变似乎在帮助肿瘤逃避化疗的影响方面有作用。这样的发现指出了一种可能性,即癌症通常利用APOBEC3来突变其基因组。这可能有助于它们不仅获得癌症生长所需的所有突变,而且还能提高它们此后多样化和"进化"的能力--尽管有免疫防御、药物治疗和其他不利因素,仍能进一步生长和扩散。在新的研究中,Faltas博士和他的团队,包括第一作者WeisiLiu博士,通过直接的因果关系实验,探讨了APOBEC3G在膀胱癌中的具体作用。APOBEC3G是一种在小鼠中没有发现的人类酶,因此研究小组敲除了小鼠中唯一的APOBEC3型酶的基因,用人类APOBEC3G的基因取代了它。研究人员观察到,当这些APOBEC3G小鼠暴露在一种促进膀胱癌的化学物质中时,与APOBEC基因被敲除但未被替换的小鼠(53%患癌)相比,它们更容易患上这种形式的癌症(76%患癌)。此外,在为期30周的观察期间,所有只被敲除的小鼠都存活了下来,而近三分之一的APOBEC3G小鼠则死于癌症。令他们惊讶的是,研究人员发现小鼠细胞中的APOBEC3G存在于细胞核中,而细胞的DNA是用一种"光学切片"显微镜技术保存的。在此之前,这种蛋白质被认为只存在于细胞核之外。他们还发现,与纯基因敲除小鼠的肿瘤相比,APOBEC3G小鼠的膀胱肿瘤的突变数量大约是两倍。确定了APOBEC3G的特定突变特征并在肿瘤基因组中进行了映射,研究小组发现有充分的证据表明该酶在肿瘤中造成了更大的突变负担和基因组多样性,这可能是APOBEC3G小鼠恶性程度和死亡率更高的原因。"Liu博士说:"我们在这些肿瘤中看到了由APOBEC3G引起的独特的突变特征,这与APOBEC3家族的其他成员引起的特征不同。"最后,研究人员在一个广泛使用的人类肿瘤DNA数据库--癌症基因组图谱中寻找APOBEC3G的突变特征,发现这些突变似乎在膀胱癌中很常见,并与更糟糕的结果有关。Faltas博士说:"这些发现将为未来通过用药物靶向APOBEC3酶来限制或引导肿瘤演变的努力提供参考。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1340505.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1340505.htm

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新研究确认一种酶在前列腺癌病程中的关键作用一个研究团队在新一期美国《科学进展》杂志上发表论文说,他们在最新研究中确认了一种名为SMYD3的酶,在前列腺癌转移进程中的关键作用。这将使这种酶成为前列腺癌治疗的主要潜在靶点。新华社报道,来自美国斯坦福大学等机构的研究人员介绍,SMYD3酶在癌症研究领域备受关注,因为与健康组织中相比,在恶性肿瘤中,SMYD3酶异常多。此次新研究阐明了在前列腺癌发展到更危险、更具侵袭性的过程中,SMYD3酶是如何发挥作用的。此前研究就发现,SMYD3酶可以激活一种名为MAP激酶的蛋白质,而这种激酶在癌细胞中过度活跃,能促进肿瘤生长。新研究在培养皿细胞实验和小鼠实验中进一步发现,SMYD3酶通过在这种激酶上添加甲基触发了前列腺癌转移。如果将SMYD3酶灭活,那么实验中出现癌转移的可能性就大大降低。研究团队尝试使用能灭活SMYD3酶的抑制剂进行实验,发现可以有效杀死培养皿中的癌细胞。下一步,他们希望在小鼠身上进行动物实验,以进一步证实这种抑制剂的效果。此外,他们还将探索SMYD3酶在其他癌症病程中是否发挥类似作用。据介绍,前列腺癌是男性中,除皮肤癌以外最常见的癌症。自1990年代以来,前列腺癌的致死率已经下降了一半以上,但在疗法方面仍有提升空间,特别是在治疗或预防更有可能致命的晚期转移性前列腺癌方面。2023年12月25日1:04PM

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突变混杂:为什么某些癌症免疫疗法并不总是如期奏效?在这种因突变而导致DNA错配修复高度缺陷的结肠肿瘤中,T细胞(标记为黑色、绿色和红色)主要积聚在支持组织(粉红色区域)中,只有极少数渗入肿瘤细胞(被支持组织包围的岛屿)。图片来源:研究人员提供麻省理工学院的一项新研究揭示了一种可能的解释。在一项对小鼠的研究中,研究人员发现,测量肿瘤内突变的多样性比测量突变的总体数量更能准确预测治疗是否会成功。如果在临床试验中得到验证,这一信息将有助于医生更好地确定哪些患者将从检查点阻断抑制剂中获益。"免疫检查点疗法虽然在适当的情况下非常有效,但并非对所有癌症患者都有效。这项研究清楚地表明了癌症遗传异质性在决定这些疗法有效性方面的作用,"麻省理工学院科赫癌症研究所(KochInstituteforCancerResearch)成员、大卫-科赫生物学教授泰勒-杰克斯(TylerJacks)说。Jacks、Jacks实验室的前麻省理工学院博士后、现冷泉港实验室助理教授PeterWestcott和EMBL欧洲生物信息研究所(EMBL-EBI)研究小组组长IsidroCortes-Ciriano是这篇论文的资深作者,论文于9月14日发表在《自然-遗传学》(NatureGenetics)杂志上。突变的多样性在所有类型的癌症中,有一小部分肿瘤具有所谓的高肿瘤突变负荷(TMB),这意味着它们的每个细胞中都有非常多的突变。这些肿瘤中有一部分存在DNA修复缺陷,最常见的是DNA错配修复。由于这些肿瘤有如此多的突变蛋白,它们被认为是免疫疗法治疗的理想候选者,因为它们为T细胞提供了大量潜在的攻击目标。在过去几年中,FDA批准了一种名为pembrolizumab的检查点阻断抑制剂,这种抑制剂通过阻断一种名为PD-1的蛋白质来激活T细胞,用于治疗几种TMB较高的肿瘤。然而,随后对接受这种药物治疗的患者进行的研究发现,尽管他们的肿瘤具有较高的突变负荷,但其中一半以上的患者反应不佳或仅表现出短暂的反应。麻省理工学院的研究小组设计了小鼠模型,密切模拟高突变负荷肿瘤的发展过程,从而开始探索为什么有些患者的反应比其他患者好。这些小鼠模型携带有驱动结肠癌和肺癌发展的基因突变,以及一种在这些肿瘤开始发展时会关闭DNA错配修复系统的突变。这导致肿瘤产生许多额外的突变。当研究人员用检查点阻断抑制剂治疗这些小鼠时,他们惊讶地发现,这些小鼠对治疗都没有很好的反应。"我们验证了我们正在非常有效地使DNA修复途径失活,从而导致大量突变。"Westcott说:"这些肿瘤看起来就像人类癌症一样,但它们并没有更多地被T细胞浸润,也没有对免疫疗法产生反应。"肿瘤内异质性研究人员发现,缺乏反应似乎是一种称为瘤内异质性的现象造成的。这意味着,虽然肿瘤有很多突变,但肿瘤中每个细胞的突变往往与其他大多数细胞不同。因此,每种癌症突变都是"亚克隆"的,即在少数细胞中表达。(克隆"突变是指在所有细胞中都有表达)。在进一步的实验中,研究人员探索了改变小鼠肺部肿瘤异质性的情况。他们发现,在具有克隆突变的肿瘤中,检查点阻断抑制剂非常有效。然而,当他们通过混合具有不同突变的肿瘤细胞来增加异质性时,他们发现治疗效果变差了。Westcott说:"这向我们表明,瘤内异质性实际上干扰了免疫反应,只有在克隆性肿瘤中,才能真正获得强有力的免疫检查点阻断反应。"未能激活研究人员说,之所以会出现这种微弱的T细胞反应,似乎是因为T细胞根本没有看到足够多的特定癌蛋白或抗原就被激活了。当研究人员给小鼠植入含有亚克隆水平蛋白质的肿瘤时,这些蛋白质通常会诱发强烈的免疫反应,但T细胞却无法变得足够强大来攻击肿瘤。Westcott说:"你可以拥有这些具有强大免疫原性的肿瘤细胞,它们本应导致深刻的T细胞反应,但在这种低克隆水平下,它们就完全隐身了,免疫系统无法识别它们。T细胞识别的抗原数量不足,因此它们的启动不足,无法获得杀死肿瘤细胞的能力。"为了弄清这些发现是否可以推广到人类患者身上,研究人员分析了两项小型临床试验的数据,这些试验的对象是接受过检查点阻断抑制剂治疗的结直肠癌或胃癌患者。在分析了患者肿瘤的序列后,他们发现,肿瘤比较均匀的患者对治疗的反应更好。结论与启示Cortes-Ciriano说:"我们对癌症的认识在不断提高,这也为患者带来了更好的治疗效果。得益于先进的研究和临床研究,癌症确诊后的生存率在过去20年中有了显著提高。我们知道,每位患者的癌症都不尽相同,需要采取量身定制的方法。个性化医疗必须考虑到新的研究,这些研究正在帮助我们理解为什么癌症治疗对某些患者有效,而不是对所有患者有效"。研究人员说,这些发现还表明,用阻断DNA错配修复途径的药物治疗患者,希望产生更多T细胞可以靶向的突变,可能于事无补,反而可能有害。其中一种药物目前正在临床试验中。"如果试图使现有的癌症发生突变,在原发部位已经有许多癌细胞,而其他癌细胞可能已经扩散到全身,那么你就会创造出一个超级异质的癌症基因组集合。我们的研究结果表明,由于瘤内异质性很高,T细胞的反应很混乱,对免疫检查点疗法完全没有反应。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386231.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1386231.htm

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