复旦发现癌症治疗新思路:基因活性调控新机制

2016-04-27 15:56:48 来源:济宁新闻网

【新民晚报·新民网】复旦大学生物医学研究院蓝斐教授实验室和施扬教授-石雨江教授实验室合作,在国际生物学研究领域的最前沿取得一项新发现:在癌细胞中,染色质中的增强子失控会过度强化附近癌基因的活性,导致细胞异常甚至癌变。研究同时发现,出现在该区域的蛋白质RACK7和去甲基化酶KDM5C可以限制此类增强子的活性,使基因表达保持在正常范围,从而抑制癌变。

这一研究发现相关论文发表在今天出版的Cell杂志上。Cell是全世界最权威的学术杂志之一,与Nature和Science齐名,在细胞生物学、生物化学以及分子生物学等领域的研究期刊中排名第一。

癌症产生的潜在原因有很多,除了发生在DNA序列上的碱基突变,还有很多DNA之外的因素。作为遗传物质载体的染色质上还有另一种物质——组蛋白,它缠绕着DNA链,支撑和保护着DNA。组蛋白在稳固基因组的同时,也调控着基因的表达:通过改变相关因子的活性来改变DNA信号的释放,控制遗传数据库的输出,进而调控生物体的外在性状。

蓝斐教授研究团队和施扬教授、石雨江教授研究团队的创新性发现,就好比在组蛋白上为基因活性找到了一个调控“开关”。此次研究的对象——发生在组蛋白H3第4位赖氨酸(H3K4)上的甲基化,是用来标记该区段DNA活性的。研究发现,H3K4me3能发生在增强子区,标记着增强子的过度活化状态,并增强附近的癌基因活性和细胞转移能力,易造成癌变。研究组顺藤摸瓜,找到了一种名为RACK7的蛋白质,它可以吸引名为KDM5C的组蛋白去甲基化酶,将原本的高甲基化状态转化成低甲基化状态,使周围的基因表达保持在正常范围,从而阻止细胞癌变。

由于改变增强子活性比改变基因序列更容易实现,因此具备极大的应用前景。本项发现,不仅发现了表观遗传修饰对基因组信息进行自我调节的新规律、提出了“增强子过度活化态”理论,更重要的是它潜在的医疗价值:很多癌症病例中存在RACK7和KDM5C突变现象,无法对增强子活性进行限制,使得本应保持低活性的基因异常活化。如今增强子活性调控机制被揭示,不仅对癌症发生提供了一种新的理论解释,更可为癌症的个性化治疗提供新的药物靶点和治疗思路。(新民晚报记者 施捷)