短短3页论文,科学家意外找到了治疗肝癌潜在新靶点
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今日,頂尖學術期刊《自然》在線發表了一篇關于肝癌治療的重要研究短文。這篇論文雖然只有區區 3 頁出頭,卻以其精妙而清晰的實驗設計,揭示了一個和肝癌發病息息相關的關鍵蛋白。研究人員們也發現,如果抑制這個蛋白,就有望抑制肝癌的發展!
有趣的是,這個發現可以說是一個完全的意外收獲——做出這項研究的科學家來自西班牙的國立心血管研究中心,其課題組的主要研究方向是 p38 蛋白激酶家族在動脈粥樣硬化中的作用。
▲帶來本研究的科學家團隊(圖片來源:CNIC)
在這個蛋白激酶家族內,一共有 4 個成員。為了更好地了解它們的具體功能,研究人員們對它們的三維結構進行了比對,尋找哪些蛋白可能與 p38 蛋白家族有類似的結構與功能。初步的篩選結果讓他們大感意外。在 4 種 p38 蛋白中,p38γ與 CDK 蛋白有很高的相似性,而后者是調控細胞周期的一種重要蛋白。難道 p38γ和細胞分裂周期有關?
為了測試這個想法,研究人員們首先評估了其生化活性。他們發現,能夠抑制 CDK1 的小分子,同樣可以抑制 p38γ;其次,在體外實驗里,p38γ也和 CDK 一樣,能夠對抑癌蛋白 Rb 進行磷酸化修飾,且修飾的位點也相同;第三,在體內實驗里,研究人員們也通過免疫共沉淀技術發現,p38γ與 Rb 蛋白能夠相互結合;最后,他們發現敲除 p38γ的小鼠無法順利對 Rb 蛋白進行磷酸化修飾,而額外引入 p38γ可以逆轉這一現象。這些結果清楚地表明,p38γ與 CDK 在結構與功能上都有極高的相似性,非常有可能參與到了細胞周期調控之中。
▲本研究有望給肝癌發病機理帶來新的洞見(圖片來源:CNIC)
“p38 激酶家族的四個成員初看之下非常類似,可能有冗余的功能,”本研究的通訊作者 GuadalupeSabio 教授說道:“但對三維結構的詳細分析揭示,p38γ也與 CDK 蛋白家族有很高的相似性。這些蛋白以調控細胞分裂和細胞周期而知名,在癌癥的發病中起到了重要作用。”
在動物體內,p38γ的一大作用位點在肝臟,它會不會影響到肝細胞的分裂呢?研究發現,在缺乏 p38γ的小鼠體內,其肝細胞的 DNA 合成與細胞增殖都有顯著下降,影響肝臟再生。這個發現也清楚地證實,p38γ的確在肝細胞分裂過程中,起到了調控的作用。
接下來,就是闡明這個蛋白與肝癌的關聯性了。先前人們發現,能夠調節細胞周期的 CDK 倘若過度激活,就可能引起癌癥。有趣的是,在人類的肝癌組織樣本中,CDK 突變率和 p38γ突變率非常接近,暗示 p38γ的突變可能也參與到了肝癌的發病過程中。作為佐證,無論是在人類的肝癌細胞系,還是在患者的肝癌活檢樣本里,p38γ的表達水平均有升高。而較高的 p38γ水平,也和肝癌預后較差有著關聯。這些觀察結果都指向了同一個假設:p38γ參與了肝癌的發展。
▲敲除 p38γ的肝癌小鼠,其腫瘤的數目和尺寸都有所減少,生存期也更長(圖片來源:《自然》)
這一假設在小鼠實驗中率先得到了驗證。研究人員們發現,在毒性分子的處理下,小鼠會被誘導產生肝癌。而通過敲除或抑制 p38γ的活性,可以強烈地抑制肝細胞的增殖,帶來更少的腫瘤數量,并顯著延長小鼠的生存期。這一抗癌現象在多種肝癌動物模型(其他藥物誘發肝癌,或者高脂飲食誘發肝癌)中都存在。
綜合來看,這項研究表明 p38γ能誘使細胞進入分裂周期,為肝癌的發病機理帶來了全新的洞見。研究人員們也表示,他們正在開發針對這種蛋白的抑制劑,并期待檢驗它在肝癌中的療效和安全性。我們祝愿他們早日取得成功!
總結
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