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勞逸結(jié)合有依據(jù)!細(xì)胞“ 太拼”會(huì)致癌,恢復(fù)生物鐘反而能抑癌

更新時(shí)間:2021-11-01  |  點(diǎn)擊率:528

如人類(lèi)一樣,細(xì)胞也有“生物鐘",會(huì)依據(jù)自然的“晝夜交替"周期來(lái)調(diào)節(jié)各類(lèi)蛋白的高低表達(dá),以此控制新陳代謝。然而令人大跌眼鏡的是,癌細(xì)胞卻“偷偷"在“加班",能夠不顧晝夜節(jié)律來(lái)消耗大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),加速擴(kuò)張。

近日,《Nature Communications》上的一項(xiàng)題為Restoration of the molecular clock is tumor suppressive in neuroblastoma的研究報(bào)告揭開(kāi)了癌細(xì)胞晝夜節(jié)律失調(diào)的關(guān)鍵機(jī)制。

貝勒醫(yī)學(xué)院的研究人員指出,至少在神經(jīng)母細(xì)胞瘤 (NB)中,較早發(fā)現(xiàn)的MYCN癌基因給癌細(xì)胞開(kāi)了“后門(mén)",這類(lèi)基因的過(guò)表達(dá)能夠調(diào)高生物鐘抑制因子,從而破壞晝夜節(jié)律并讓癌細(xì)胞成功化身“工作狂"。如果使用激活劑重新恢復(fù)細(xì)胞生物鐘,將抑制腫瘤生長(zhǎng),并使患者對(duì)常規(guī)化療治療變得更敏感。

轉(zhuǎn)錄因子 BMAL1 是哺乳動(dòng)物分子鐘的主要驅(qū)動(dòng)因素,會(huì)伴隨晝夜交替調(diào)節(jié)表達(dá)水平從而調(diào)控下游基因的有序表達(dá)。視黃酸受體相關(guān)孤兒受體α(RORα)以及細(xì)胞核受體REV-ERBα分別是BMAL1的激活和抑制因子。

在這項(xiàng)試驗(yàn)中,研究人員使用MYCN基因過(guò)表達(dá)的3組神經(jīng)母細(xì)胞瘤 (NB)患者隊(duì)列的基因測(cè)序數(shù)據(jù),探索了MYCN癌基因調(diào)節(jié)細(xì)胞生物鐘的背后機(jī)制。

在總計(jì)超1000名患者間,RORα及BMAL1高表達(dá),即生物鐘正常運(yùn)作的NB患者表現(xiàn)出更好的臨床結(jié)局,而生物鐘抑制因子REV-ERBα過(guò)表達(dá)的患者臨床結(jié)果普遍更差。另外,MYCN基因過(guò)表達(dá)時(shí),RORα和BMAL1的表達(dá)水平則遭到抑制,此時(shí)生物鐘遭到破壞并且患者面臨著更糟糕的臨床結(jié)果。


這是否意味著,MYCN能夠改變晝夜節(jié)律相關(guān)基因的表達(dá)呢?為了驗(yàn)證這一假設(shè),研究人員檢測(cè)了MYCN過(guò)表達(dá)以及沉默時(shí),細(xì)胞內(nèi)RORα和REV-ERBα的表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)MYCN過(guò)表達(dá)時(shí),REV-ERBα顯著上調(diào),RORα和BMAL1表達(dá)顯著下降;而在MYCN基因沉默時(shí),情況則相反。另外,增強(qiáng)RORα的活性能夠使遭到抑制的生物鐘回歸正軌。

這些數(shù)據(jù)表明,MYCN通過(guò)調(diào)節(jié)下調(diào)RORα的表達(dá)來(lái)削弱晝夜節(jié)律的影響,而晝夜節(jié)律的失衡影響了癌癥的治療效果。既然如此,恢復(fù)晝夜節(jié)律是否能夠抑制癌癥的發(fā)展呢?

研究人員使用RORα激活劑SR1078對(duì)MYCN過(guò)表達(dá)的細(xì)胞進(jìn)行了處理,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞生長(zhǎng)幾乎陷入停滯,并且RNA測(cè)序結(jié)果顯示,RORα的激活恢復(fù)了BMAL1的表達(dá),并限制了脂肪生成基因的表達(dá),從而抑制了NB細(xì)胞存活。這一結(jié)果在小鼠模型中被證實(shí),BMAL1表達(dá)的恢復(fù)抑制了腫瘤的生長(zhǎng)。

值得注意的是,生物鐘的恢復(fù)不僅限制腫瘤生長(zhǎng),還會(huì)提高癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性。如果將SR1078及常規(guī)化療藥物依托泊苷 (VP16)聯(lián)合使用,原本對(duì)VP16不敏感的異種移植小鼠,體內(nèi)的癌細(xì)胞將加速凋亡,說(shuō)明調(diào)節(jié)分子生物鐘可能是一種可行的癌癥療法。

事實(shí)上,早在2015年,《Cell Metabolism》一項(xiàng)研究便提出,癌細(xì)胞之所以可以不遵循生物鐘,是因?yàn)檩^早發(fā)現(xiàn)的一組癌基因MYC基因開(kāi)了 “后門(mén)",破壞了細(xì)胞代謝和晝夜節(jié)律。而在這篇新文章中,研究人員則進(jìn)一步揭示了MYC家族蛋白中的MYCN基因在調(diào)節(jié)生物鐘中扮演的角色,并探索了恢復(fù)生物鐘的方法。

“恢復(fù)BMAL1表達(dá)的策略阻止了腫瘤生長(zhǎng),這表明抑制分子生物鐘確實(shí)會(huì)致癌,"貝勒醫(yī)學(xué)院兒科血液腫瘤學(xué)助理教授Eveline Barbieri 博士說(shuō),“如果能夠開(kāi)發(fā)出臨床可用的恢復(fù)生物鐘的藥物,或許將為癌癥治療及耐藥性問(wèn)題增加助力。"


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來(lái)源:生物探索

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