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科学家找到激活抗癌基因的新方法

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19 May 2012
Microscopic black and blue cancer cells.

图为癌细胞。宾州州立大学的两位科学家带领的研究小组开发了一种方法可以重新激活抑制肿瘤的基因。这项发明对开发抗癌新药物可能会有帮助,使新药物不仅能有效地消灭癌组织,而且不伤害健康的人体主要器官。来源:美国国家癌症研究院

Note: The English-language version of this press release is available here.

宾州州立大学的科学研究小组新近报道了一个有希望能重新激活抗癌基因以用于肿瘤治疗的新方法。这种抗癌基因能促使肿瘤逐渐缩小并死亡。研究人员们希望他们的发现能帮助开发抗癌的新药物,使它既能有效地攻击病变的肿瘤组织,同时又不伤害健康的主要人体器官。这项研究已于2012年7月27日发表在第287期《生物化学》杂志上。

这个研究课题由Yanming Wang(王彦明)和Gong Chen(陈弓)博士领导,他们分别是宾州州立大学生物化学与分子生物系的副教授和化学系的助理教授。经过近十年来对PAD4(Ⅳ型蛋白质精氨酸脱亚胺酶)的研究,总结和发 现了这个新方法。王教授等研究人员通过之前的研究发现,PAD4酶对防止人体受感染起重要作用。研究人员们将正常的和有PAD4基因缺陷的小白鼠进行了对比。受到有害细菌感染时,正常小鼠的白细胞能攻击并消灭约百分之五十的细菌,而有基因缺陷小鼠的白细胞只能消灭约百分之三十的细菌。研究人员们发现含正常的PAD4酶的细胞能建立一个有杀死细菌功能的保护网,免疫学家称之为诱捕网(细胞外嗜中性粒细胞诱捕网)。这个诱捕网能有效地杀死多种细菌,包括能造成急性细菌感染的食肉菌 。

现在,王博士和同事们的研究新重点放在PAD4基因不尽如人意的副作用上。虽然PAD4是人体先天免疫防御系统的重要一员,但它的过度反应则可能造成免疫性疾病,如类风湿性关节炎和多发性硬化症。令PAD4酶显著增多的另外一种情况是当病人患有乳癌、肺癌和骨癌时。“我们知道PAD4基因会通过表观遗传学的原理使肿瘤抑制基因失去活性”王博士说,“因此我们推测:如果能有效抑制住PAD4酶的活性,肿瘤抑制基因这些‘健康守护者’就能更好地抑制癌变组织从而使人体得到恢复。”

为了验证他们的理论,王教授和同事们用小鼠肿瘤模型进行了实验。 。他们发现在使用了PAD4酶的抑制物质后,肿瘤生长降低了约百分之五十;尤其在同时使用PAD4酶和组蛋白脱乙酰酶的混合抑制物条件下,肿瘤生长减少百分之七十左右,达到了和常用的化疗药物如阿霉素差不多的效果。

更引人注目的,是这种抑制PAD4酶的方法对正常组织造成的损伤减少了很多。“现在的化疗药物如阿霉素不光会攻击肿瘤,可惜还会攻击人体的正常部分”王博士说,“这就是为什么化疗病人会有消瘦、恶心和脱发等副作用。由于抑制PAD4方法对人体的毒害比较小,所以它可能为现有化学疗法提供更佳的替代治疗方案。”

一方面有助于抵抗细菌,另一方面却对癌症抑制细胞起抑制作用,王博士解释PAD4基因具有的“双重人格”可以从物种进化的角度和更长的生命跨度来理解。“我们的祖先没有抗生素,所以细菌感染很容易造成死亡,尤其对年纪较小的儿童”王博士说,“所以在古时侯,能过度反应的PAD4基因有一定的优势,因为它的细菌诱捕网结构是人体对抗感染的主要工具。但是, 现在我们有了抗生素,所以寿命要比我们的祖先长多了。PAD4的副作用如造成癌症和其他自身免疫性疾病,会在人体衰老的过程中显现。因此,过度活跃的PAD4基因是‘一把双刃剑’:虽然能防止细菌侵蚀人体,但也会对生命健康有害。”

这项课题由美国国家卫生研究所的国家癌症研究院及新成立的国家实用医药中心赞助,王博士和陈博士也荣获宾州州立大学的临场医学和转变科学试验补助奖金。该课题小组的其他研究人员包括宾州州立大学生物化学与分子生物系,化学系,及中国北京首都医科大学和内布拉斯加大学的合作者:Yuji Wang (王玉记), Pingxin Li(李平心), Shu Wang(王姝), Jing Hu(胡婧), Xiangyun Chen (陈翔云),Megan Fisher, Kira Oshaben, Jianhui Wu(吴建辉), Na Zhao(赵娜),Dong Wang (王东),和Ying Gu(顾颖)。

原文作者:卡特里娜·沃斯

 

联系人:

Yanming Wang: 814-865-3775, yuw12@psu.edu

Gong Chen: 814-867-2590, guc11@psu.edu

芭芭拉·肯尼迪(责任编辑):814-863-4682, science@psu.edu

李懿昭(翻译):yql5163@psu.edu

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