眾所周知,癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移是目前癌癥治療中的較大挑戰(zhàn)之一。就拿女性中常見(jiàn)的癌癥乳腺癌為例,針對(duì)早期階段的原發(fā)腫瘤,過(guò)去四十年里發(fā)展的多種診療手段已讓患者生存率和生活質(zhì)量得到極大提高;然而,轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者目前的5年生存率還只有27%。毫無(wú)疑問(wèn),為控制癌癥轉(zhuǎn)移開(kāi)發(fā)新療法,對(duì)患者至關(guān)重要。
近來(lái),前列學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表了一篇來(lái)自哈佛醫(yī)學(xué)院、麻省總醫(yī)院癌癥中心的研究論文??蒲腥藛T發(fā)現(xiàn),乳腺癌的侵襲性、不良預(yù)后與核糖體蛋白的含量關(guān)系密切。更重要的是,在現(xiàn)有靶向療法的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的核糖體功能,可以有效減少乳腺癌在小鼠模型中的擴(kuò)散。
科學(xué)家們關(guān)注的癌癥類(lèi)型被稱(chēng)為激素受體(HR)陽(yáng)性乳腺癌,約占所有乳腺癌的70%。HR陽(yáng)性意味著,細(xì)胞發(fā)生癌變時(shí),雌激素受體(ER)和孕激素受體(PR)仍可正常發(fā)揮作用,癌細(xì)胞生長(zhǎng)受雌激素、孕激素的調(diào)控,因此內(nèi)分泌治療對(duì)這類(lèi)乳腺癌頗為有效。
然而,HR陽(yáng)性乳腺癌有一個(gè)不可忽視的特點(diǎn),在切除腫瘤和輔助治療多年后,有可能轉(zhuǎn)移到乳房以外的其他部位復(fù)發(fā),常見(jiàn)的有肺部、腦部和骨骼等。
▲轉(zhuǎn)移性乳腺癌嚴(yán)重威脅患者的生活質(zhì)量和生命(圖片來(lái)源:123RF)
這支研究團(tuán)隊(duì)從一些轉(zhuǎn)移性HR陽(yáng)性乳腺癌患者中收集了血液樣本,富集其中的癌細(xì)胞,也就是所謂的循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)。這些癌細(xì)胞,從原有腫瘤脫落下來(lái),通過(guò)血液擴(kuò)散全身,其中有一小部分會(huì)在合適的時(shí)機(jī)開(kāi)始增殖,形成更大的腫瘤。
利用CRISPR激活(CRISPRa)技術(shù),研究人員們?cè)谛∈竽P椭泻Y選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的基因組中哪些基因促進(jìn)轉(zhuǎn)移。這項(xiàng)技術(shù)將不具有核酸酶活性的Cas9與不同的sgRNA組合,從而激活不同目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。
▲利用CRISPRa篩選CTC中促進(jìn)轉(zhuǎn)移的基因(圖片來(lái)源:參考資料[1])
在篩選結(jié)果中,除了已知的癌基因和涉及細(xì)胞生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)等方面的相關(guān)基因外,他們意外地發(fā)現(xiàn),有幾種核糖體蛋白(RP)與乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛能有關(guān)。核糖體是細(xì)胞內(nèi)把RNA翻譯為蛋白質(zhì)的重要設(shè)備,核糖體蛋白則是組成核糖體的結(jié)構(gòu)蛋白。
對(duì)于癌細(xì)胞來(lái)說(shuō),增殖需要合成大量蛋白質(zhì),翻譯設(shè)備的確必不可缺。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)顯示,盡管核糖體有數(shù)十個(gè)核心RP組成,高表達(dá)篩選出的這幾種RP,尤其是RPL15,可以顯著提高循環(huán)腫瘤細(xì)胞的核糖體含量,提高整體翻譯能力。
當(dāng)研究人員把表達(dá)過(guò)量這幾種核糖體蛋白的乳腺癌細(xì)胞分別注射到小鼠體內(nèi),一段時(shí)間后,小鼠的肺、卵巢等多個(gè)部位形成的轉(zhuǎn)移瘤數(shù)量和大小明顯增加。
▲過(guò)量表達(dá)核糖體蛋白R(shí)PL15的CTC在小鼠體內(nèi)顯著促進(jìn)轉(zhuǎn)移瘤的形成(圖片來(lái)源:參考資料[1])
回到轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者的隊(duì)列中,通過(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序檢查,研究人員進(jìn)一步確認(rèn),侵襲性較高、生存率較低的患者,其循環(huán)腫瘤細(xì)胞內(nèi)的核糖體蛋白基因表達(dá)更高。
在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,研究人員測(cè)試了新的靶向治療組合方案。聯(lián)合使用抑制核糖體翻譯的藥物omacetaxine和阻斷乳腺癌細(xì)胞增殖的靶向藥哌柏西利(palbociclib),不僅可以在體外增強(qiáng)對(duì)RPL15高表達(dá)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的抑制,也能在轉(zhuǎn)移性乳腺癌小鼠身上起到延緩或阻止轉(zhuǎn)移的效果。
▲同時(shí)抑制核糖體翻譯和乳腺癌細(xì)胞增殖,對(duì)核糖體蛋白高表達(dá)的CTC有顯著抑制作用(圖片來(lái)源:參考資料[1])
值得一提的是,哌柏西利作為一款創(chuàng)新靶向藥,已經(jīng)獲得美國(guó)FDA和中國(guó)藥監(jiān)局批準(zhǔn),用于治療HR陽(yáng)性的局部晚期或轉(zhuǎn)移性乳腺癌。這一實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,從概念上支持了新靶向組合的可行性。
研究作者寫(xiě)道:“這些早期的結(jié)果表明,對(duì)于以高表達(dá)RP為特點(diǎn)而富有侵襲性的循環(huán)腫瘤細(xì)胞,同時(shí)針對(duì)細(xì)胞翻譯機(jī)制和細(xì)胞增殖通路來(lái)抑制它們,或許是值得探索的治療方向?!?
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