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最初開發作為研究基因功能的工具的小RNA分子觸發隱藏在每個細胞中的機制,迫使細胞自殺,西北醫學研究報告,第一個識別分子以觸發可能保護我們的自動防故障機制來自癌癥。
研究作者說,機制-RNA自殺分子可能會發展成一種新型的癌癥治療方法。
用RNA分子處理的癌細胞永遠不會對它們產生抗性,因為它們同時消除了癌細胞生存所需的多個基因。
“這就像是通過刺傷自己,射擊自己并同時從建筑物上跳下來自殺,”西北科學家和主要研究作者馬庫斯·彼得說。“你無法生存。”
彼得說,癌細胞不能產生對分子的抗性是第一位的。
“這可能是一個重大的突破,”西北大學費因伯格醫學院癌癥代謝的Tom D. Spies教授彼得說。
彼得和他的團隊在人類基因組中發現了一些序列,這些序列在轉化為小的雙鏈RNA分子時會引發他們認為是細胞中一種古老的殺傷開關,以預防癌癥。他一直在用這種活動尋找幻影分子八年。
“我們認為這是多細胞生物在適應性免疫系統發展之前消除癌癥的方式,這種系統大約有5億年的歷史,”他說。“這可能是一種失敗的安全措施,迫使流氓細胞自殺。我們相信它在保護我們免受癌癥侵害的每一個細胞中都很活躍。”
這項研究將于10月24日在eLife上發表,另外兩項新的西北研究在Oncotarget和Cell Cycle中由Peter小組發表,描述了多種人類基因中存在的刺客分子的發現及其對小鼠癌癥的強大影響。
回顧數億年
為什么這些分子如此強大?
“自從生命變成多細胞,這可能超過20億年前,它必須應對預防或對抗癌癥,”彼得說。“因此,大自然必須建立一種防止安全的機制,以防止癌癥或在癌癥形成的那一刻起作用。否則,我們就不會在這里。”
因此,他開始尋找在殺死癌癥的基因組中編碼的天然分子。
“我們知道他們很難找到,”彼得說。“殺傷機制只有在它變成癌癥時才能在單個細胞中發揮作用。它是一個大海撈針。”
但他通過測試一類叫做小干擾(si)RNA的小RNA來發現它們,科學家們用它來抑制基因活動。通過采集待靶向基因的短序列并將其轉化為雙鏈RNA來設計siRNA。這些siRNA在導入細胞時抑制了它們來源的基因的表達。
彼得發現,大量這些來自某些基因的小RNA沒有像預期的那樣僅抑制它們所針對的基因。他們還殺死了所有癌細胞。他的團隊發現這些特殊序列分布在整個人類基因組中,嵌入多個基因中,如細胞周期研究所示。
當轉換為siRNA時,這些序列都充當訓練有素的超級刺客。它們通過同時消除細胞存活所需的基因來殺死細胞。通過取出這些幸存者基因,刺客分子并行激活多個死亡細胞途徑。
小RNA刺客分子觸發彼得稱為DISE的機制,用于生存基因消除誘導的死亡。
在癌癥生物體內激活DISE可能會使癌細胞被消除。彼得的研究小組證明,這種形式的細胞死亡優先影響癌細胞,對正常細胞幾乎沒有影響。
為了在治療情況下對此進行測試,彼得與Feinberg泌尿學副教授Shad Thaxton博士合作,通過納米顆粒將刺客分子傳遞給患有人類卵巢癌的小鼠。在Oncotarget的研究報告中,在治療的小鼠中,治療強烈地減少了腫瘤生長而對小鼠沒有毒性。重要的是,腫瘤對這種形式的癌癥治療沒有產生抗性。彼得和薩克斯頓現在正在改進治療以提高療效。
由于固體癌治療缺乏進展,彼得長期以來一直感到沮喪。
“問題是癌癥細胞是如此多樣化,即使這些藥物旨在針對單個癌癥驅動基因,通常最初是有效的,它們最終會停止工作,患者會死于這種疾病,”彼得說。他認為許多癌細胞亞群從未真正受到目前使用的大多數靶向抗癌藥物的影響。
彼得說,大多數晚期實體癌如腦癌,肺癌,胰腺癌或卵巢癌的生存率都沒有提高。
“如果你在50年前患有這種疾病的侵襲性轉移形式,那么你當時就被摧毀了,而你今天仍被摧毀,”他說。“改進通常是由于更好的檢測方法,而不是更好的治療方法。”
彼得說,癌癥科學家需要更多地傾聽大自然。他指出,免疫療法取得了成功,因為它旨在激活進化發展的抗癌機制。不幸的是,很少有癌癥對免疫治療有反應,只有少數患有這些癌癥的患者受益,他說。
“我們的研究可能正在進入大自然的原始殺傷開關之一,我們希望這種影響會影響許多癌癥,”他說。“我們的研究結果可能具有破壞性。”#清風計劃#