发表于6月20日《细胞》(Cell)杂志上的这篇新研究论文中,纽约大学Langone医学中心的研究人员描述了,突变蛋白Fbxw7在癌细胞和健康细胞中表达时的行为差异。来自纽约大学的科学家们发现了一个白血病细胞生存的秘密:一个遗传突变推动了白血病细胞。这项研究不仅解答了一个进化谜题,并为开发出高度靶向的白血病治疗铺平了道路。
"Fbxw7是血细胞生成的必要条件。而为何一个对于生存如此重要的基因上会持续存在一种突变?这是一个大的谜题。我们发现,这一突变会影响癌细胞,但却对健康细胞没有影响,"论文的主要作者、纽约大学Langone医学中心病理学教授、霍华德休斯医学研究所青年科学家Iannis Aifantis博士说。
Fbxw7蛋白调控了造血干细胞的生成,后者是可以分化为所有类型血细胞的前体细胞。没有Fbxw7,机体会丧失造血能力,最终患上贫血。科学家们还只是刚开始了解突变Fbxw7出现在相当一部分人类肿瘤,包括胃癌、前列腺癌和一些乳腺癌中的原因。这一突变尤其普遍存在于T细胞急性淋巴母细胞白血病(T-ALL)中。T-ALL是一种少见的致命性小儿白血病,其特征为未成熟白细胞大量表达。
而当研究人员随后将突变Fbxw7导入到小鼠的白血病血液干细胞(那些生成过量白细胞引起白血病的细胞)中时,癌症速度加快。"我们发现,突变使得白血病干细胞变得更具侵袭性,"Aifantis说。
Aifantis博士与研究生Bryan King以及其他研究人员展开协作,在他们的实验中首先将突变的Fbxw7导入到了小鼠健康的血液干细胞中。"我们本以为突变会诱导贫血,就如Fbxw7缺失时一样,"Aifantis说。然而让研究人员感到惊讶地是,什么事情也没有发生--干细胞继续生成血细胞。
在接下来的实验中,研究人员证实Fbxw7结合并降解了推动白血病干细胞的Myc蛋白。长期以来Myc被认为与许多其他的癌症以及治疗后的癌症复发相关。他们发现,当Fbxw7突变时,Myc不再受到抑制,癌症干细胞群增长。这一认识还有助于解释健康血液干细胞似乎"忽视"突变Fbxw7的原因。不同于白血病干细胞,健康血液干细胞通常处于静止状态,直至机体需要紧急供血时才会被激活,且它们很少表达Myc.Aifantis 说:"由于未进入细胞周期,正常血液干细胞表达极少的Myc.突变不会影响不存在的物质。而白血病干细胞表达Myc,Fbxw7突变提高了它的丰度。"
随后研究人员提出,消除Myc是否有可能阻止白血病。事实上,在白血病小鼠中敲除Myc基因可以耗尽白血病干细胞,终止肿瘤生长。他们利用阻断Myc的一类新癌症药物--BET抑制剂,处理小鼠和人类细胞以及T-ALL的骨髓样本时获得了相同的结果。"我们发现BET抑制剂确实能够杀死白血病干细胞。没有干细胞,白血病根本无法生长,"Aifantis博士说。
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