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Oncogene:癌症与关键炎症标记的关联机制

2013.5.21

  在一项最新研究中,来自伊利诺斯大学的研究人员发现了在细胞生长,免疫和炎症反应中扮演关键作用的细胞因子,如何能引发肿瘤发生发展的作用新机制,这一研究成果公布在Oncogene杂志上。

  这个“化身博士”分子其实就是NF-κB分子。在健康细胞中,NF-κB是一种重要的“第一反应因子”,在人体的免疫和炎症反应中扮演了重要的作用。正常情况下,这种分子安静的待在细胞质中,等待指令,但是当细胞外信号,如病毒或细菌的入侵,引发化学报警,细胞就会解开这匹“战马”,让其进入细胞核内,刺激各种防守活动,比如引发炎症,促进细胞增殖和破坏细胞死亡的基因转录。

  多年前,研究人员就已经发现了NF-κB进入细胞核出现的过度活跃状态,与各种癌症有关,但是他们还并不知道在细胞核内是什么令它们保持活跃。

  领导这一研究的伊利诺斯大学陈林峰(Lin-Feng Chen,音译)教授表示,“通常,细胞中的NF-κB定位在细胞质中,而不是在细胞核中,而且也没有被激活”,“需要刺激正常细胞,才能在细胞核中看到 NF-κB,但在癌细胞中就无需任何的刺激,就可以看到核形式的NF-κB。而细胞也会因此不会死亡,这就是为什么NF-κB对癌症发生发展如此重要的原因。”

  在最新这项研究中,陈教授研究小组发现了另外一个能调控基因表达的分子:BRD4,这种分子能在NF-κB 蛋白复合物上亚基的一个特殊氨基酸被乙酰基标记后,识别出这个氨基酸来。这种“乙酰化”有助于BRD4结合到NF-κB上,从而激活它,防止其在肿瘤细胞中的降解。

  以往的研究表明,BRD4识别乙酰亚基,能增加NF-κB的激活,但并未与癌症产生关联。

  BRD4是一类能识别蛋白上化学标记的分子,也能与这些蛋白相互作用,激活标记蛋白执行新的任务。这种“阅读者”对表观遗传学研究来说十分重要。

  “就表观遗传学来说,这里有写作者,有阅读者,还有橡皮,”陈教授说。学作者能对蛋白进行修饰,而不改变其基因序列,这些修饰信号(如乙酰化)能通知其他分子(如阅读者)以各种方式与标记蛋白相互作用,从而使这些蛋白履行新的职责。而表观“橡皮”则能在不需要这些标记的时候,删除它们。

  这种蛋白修饰“已被证实在转录调控和癌症发展过程中扮演了重要的角色”,研究人员表示。

  为了测试BRD4是否会促进癌细胞中的NF-κB持续存在,研究人员让细胞培养的肺癌细胞和免疫缺陷小鼠接触一种称为JQ1的化合物,这是一种能干扰BRD4活性的药物。结果他们发现,BRD4和NF-κB这两者之间的相互作用,会阻碍调控NF-κB的基因的表达,从而减少肺癌细胞的增殖,以及免疫缺陷小鼠中的癌变。

  陈教授表示,“这表明,未来表观遗传调控因子和NF-κB也许能用作癌症治疗的靶标。”

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