科學家揭示蛋白質如何驅動癌症生長
研究人員對各種癌症腫瘤所涉及的蛋白質進行了深入研究,揭示了僅靠基因組測序無法提供的見解。通過破譯癌細胞中蛋白質的行為,有可能開發出抑制導致癌症進展的關鍵蛋白質的治療方法,或觸發對癌細胞產生的異常蛋白質的免疫反應的治療方法。
在聖路易斯華盛頓大學醫學院、麻省理工學院和哈佛大學布羅德研究所、楊百翰大學以及世界各地其他機構的領導下,臨床蛋白質組腫瘤分析聯合會對驅動癌症的關鍵蛋白質及其調控方式進行了研究。研究結果於8月14日發表在《細胞》(Cell)和《癌細胞》(Cancer Cell)雜誌上的一組論文中。
臨床腫瘤蛋白質組學分析聯合會由美國國立衛生研究院(NIH)國家癌症研究所資助。
資深作者、華盛頓大學戴維-英格利希-史密斯醫學特聘教授丁力博士說:”在我們開發更好的癌症療法的努力中,這種對驅動腫瘤生長的蛋白質的新分析是繼癌症基因組測序之後的下一步。通過過去的癌細胞基因組測序工作,我們確定了近300 個驅動癌症的基因。現在,我們正在研究這些癌基因所啟動的機器的細節–實際導致細胞分裂失控的蛋白質及其調控網絡。我們希望這項分析能成為癌症研究人員開發多種腫瘤類型新療法的重要資源。”
研究人員分析了涉及10種不同類型癌症的約1萬個蛋白質,他們強調了大量數據在這類分析中的重要性;其中許多重要的癌症驅動蛋白在任何一種癌症中都很罕見,如果對腫瘤類型進行單獨研究,就不可能發現這些蛋白。這項分析包括兩種不同類型的肺癌以及結直腸癌、卵巢癌、腎癌、頭頸癌、子宮癌、胰腺癌、乳腺癌和腦癌。
丁力也是巴恩斯猶太醫院和華盛頓大學醫學院西特曼癌症中心的研究成員。他介紹誰哦”當我們對多種癌症類型進行綜合分析時,我們就能提高檢測導致癌症生長和擴散的重要蛋白質的能力。綜合分析還能讓我們找出驅動不同類型癌症的主要共同機制。 “
除了單個蛋白質的功能外,這些數據還能讓研究人員了解蛋白質之間是如何相互作用來促進癌症生長的。如果兩種蛋白質的水平相互關聯–例如,當其中一種蛋白質的水平較高時,另一種蛋白質的水平也總是較高–這就表明這兩種蛋白質是作為夥伴作用的。破壞這種相互作用可能是阻止腫瘤生長的一種有效方法。
這些研究(包括丁和布羅德研究所的加德-格茨博士共同領導的一項研究)還揭示了通過化學改變蛋白質以改變其功能的不同方法。研究人員記錄了這種化學變化–稱為乙酰化和磷酸化的過程–如何改變DNA修復、改變免疫反應、改變DNA的折疊和包裝方式,以及其他可能在癌症發生過程中發揮作用的重要分子變化。
這項研究還揭示了免疫療法的有效性。檢查點抑製劑等免疫療法通常對突變較多的癌症最有效,但即便如此,它們也並非對所有患者都有效。研究人員發現,大量突變並不總是導致異常蛋白質的大量存在,而異常蛋白質正是免疫系統攻擊腫瘤的目標。
丁說:”對某些癌症來說,即使突變有可能產生腫瘤抗原,但如果沒有異常蛋白表達或表達很少,這種突變就可能不是治療的靶點。這可以解釋為什麼有些病人對免疫療法沒有反應,即使他們似乎應該對免疫療法有反應。因此,我們的蛋白質組學調查涵蓋了腫瘤抗原的表達譜,對於設計針對選定突變的新免疫療法特別有用。”
在另一項研究中,丁的團隊確定了DNA甲基化模式,這是另一種能影響基因表達方式的化學變化。這種模式可能是癌症的關鍵驅動因素。在一項重要發現中,研究小組確定了在某些腫瘤類型中抑制免疫系統的分子開關。
這組四項研究的最後一篇論文向更廣泛的研究界提供了聯盟使用的數據和分析資源。
她說:”總的來說,這種對多種癌症類型進行的徹底蛋白質組學和化學修飾分析–與我們長期積累的癌症基因組學知識相結合–提供了另一層信息,我們希望這些信息能幫助解答癌症是如何生長並設法躲避我們的許多最佳治療方法的許多持續存在的問題。”