《細胞》重要發現:還以為搞清了它為啥致癌,其實壓根沒搞明白?
“我們為什麼還不能治癒癌症? 一大原因是我們還沒有完全理解癌症是怎麼發生的。 “加州大學三藩市分校的Davide Ruggero教授說道。 最近,他的團隊進行了一項新研究,發現一個經典的癌症相關蛋白,居然還有未知的全新重要功能! 這項研究作為重要發現,在線發表在了頂尖學術期刊《細胞》上。
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這個經典蛋白就是雌激素受體α(ERα)。 這是一類主要位於細胞表面的受體蛋白,一旦結合雌激素,就會轉移到細胞核內部,調控許多基因的表達,促進細胞分裂與增殖。 可以想像,這一過程與癌症發生有著千絲萬縷的關係。 而實際數據也表明,大約有70%的乳腺癌受ERα驅動。
正是因為ERα在乳腺癌發病中的重要作用,科學家們早已開發出了多款針對性的藥物,並取得了不錯的治療效果。 但問題在於,這些療效並不持久。 很快,一些乳腺癌會對藥物產生耐受性,讓藥物失效。
這是為什麼呢? 研究人員們對ERα進行了更深度的分析,然後發現了一個不可思議的現象——以前人們只知道它能結合DNA,調控基因表達。 但沒有人想到,ERα居然還能結合新形成的mRNA! 更有意思的是,這兩者的功能看似獨立。 ERα能否結合DNA,並不會影響它結合mRNA的能力。
這說明ERα具有一類從未被人發現的全新作用,而它可能是導致癌症的關鍵。 隨後的實驗證實了這一點:研究人員們在癌症細胞系中發現,與ERα結合的mRNA,其編碼的蛋白產物多少都與癌症發生有關——有些能抑制細胞凋亡,有些能促進細胞增殖,還有一些能説明癌細胞逃脫藥物的治療。
“癌細胞會不斷承受壓力,卻會學習如何與壓力共存,”Ruggero教授點評道,”許多能殺死癌細胞的化合物都會在癌細胞中誘導產生壓力,很多癌細胞也會死亡。 但一些癌細胞最終會找到方法,應對療法帶來的生存壓力。 ”
比如在藥物治療或是正常生長環境中,癌細胞內可能具有大量突變,或是缺乏氧氣或營養。 但與ERα結合的mRNA,翻譯成的蛋白質有助於細胞應對壓力。 換句話說,ERα不僅能促進癌細胞生長,還能增強它們的生存能力。
“雌激素受體有明確的轉錄因數功能,其結合RNA的能力則隱藏在後頭,但它可能偷偷促進癌症發展。 “本研究第一作者Yichen Xu博士點評道。
在人類樣本中,這一假設得到了驗證。 科學家們從14名乳腺癌患者中分離出了細胞樣本。 她們的樣本裡都有大量ERα,且ERα結合的mRNA也有所增加,表明可能正在促進癌細胞的生長。
一種叫做tamoxifen的藥物能夠抑制ERα結合DNA的能力,但乳腺癌細胞最終會產生耐藥性。 一個關鍵實驗表明如果抑制ERα對mRNA的結合能力,可以恢復tamoxifen的作用,也能讓癌細胞對壓力更為敏感,更容易出現凋亡。
這一發現對乳腺癌的耐葯機理做出了解釋——藥物只抑制了ERα的部分功能,剩下的功能則能協助癌細胞逃脫藥物的攻擊。 基於這個研究,科學家們能開發出更好的治療藥物,比如通過蛋白降解的方式徹底摧毀ERα,或是額外抑制它的mRNA結合能力。
我們也期待這些創新療法能早日問世,造福患者。
參考資料:
[1] Yichen Xu et al。 , (2021), ERα is an RNA-binding protein sustaining tumor cell survival and drug resistance, Cell, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.08.036
[2] Benita S。 Katzenellenbogen, (2021), Estrogen receptor gets a grip on RNA, Cell, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.09.012
[3] An estrogen receptor that promotes cancer also causes drug resistance, Retrieved September 23, 2021, from https://www.eurekalert.org/news-releases/929388