威康基金会桑格研究所的研究人员及其合作者在老鼠身上发现了有助于预防前列腺癌、皮肤癌和乳腺癌发展的新基因。该研究确定了与众所周知的肿瘤抑制基因PTEN合作的基因,并显示了它们在人类前列腺肿瘤中的相关性。
据今天发表在《自然遗传学》杂志上的报道,这项研究揭示了与癌症发展有关的新途径——这些途径可能成为治疗PTEN基因缺陷的癌症的药物靶点。开发的方法还可以识别出协同抑制癌症生长的其他基因。
前列腺癌是英国男性中第二大常见癌症,每年约有47,000名男性被诊断出患有前列腺癌。超过一半的前列腺癌有PTEN基因改变或缺失,许多其他癌症,包括脑肿瘤和子宫内膜癌也是如此。
肿瘤抑制基因如PTEN有助于预防健康人群的癌症发展。PTEN调节细胞生长和分裂的重要途径。然而,对于哪些其他基因和途径与PTEN协同预防癌症,我们知之甚少。
在这项研究中,研究人员在小鼠身上设计了一种新方法,将Pten基因的一部分转化为一种被称为转座子的可移动DNA元件。当它从Pten基因中被动员时,它就被灭活了。重要的是,携带Pten片段的转座子会在整个基因组中随机着陆,破坏它插入的基因。当转座子破坏与Pten合作的肿瘤抑制基因时,癌症就会生长。
这项研究的第一作者、来自Wellcome Trust Sanger研究所的Jorge de la Rosa博士说:“我们开发了一种将Pten失活与转座子动员结合起来的新方法。我们将转座子直接插入到Pten基因中,这样每当它跳出来插入到基因组的另一部分时,它就会同时使Pten失活。通过分析在生长的癌症中哪些基因被破坏,我们能够确定与Pten合作抑制肿瘤的基因。”
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研究人员分析了278个来自小鼠的前列腺、乳腺和皮肤肿瘤,发现了数百个可以与PTEN合作的基因,并作为进一步的肿瘤抑制基因。人类细胞系和来自人类前列腺肿瘤的数据随后被用于研究五个最有希望的基因。
Juan Cadiñanos博士是西班牙阿斯图里亚斯肿瘤医学与分子研究所的联合主要作者,他说:“这是第一个专门寻找在一系列癌症类型中与PTEN合作的肿瘤抑制基因的研究。我们发现,基因灭活PTEN和人类细胞系中五个候选基因中的每一个确实会导致细胞发生癌变。我们还发现,人类前列腺癌样本中这五种基因的表达水平低于正常水平,这表明这些途径可能对抑制肿瘤很重要。”
研究人员还在Pten突变的转基因小鼠中研究了这五种基因之一Wac。他们发现,去除Wac的一个拷贝会增加前列腺肿瘤的大小,正如预期的肿瘤抑制因子一样。然而,去除基因组中的两个拷贝却出人意料地缩小了肿瘤的大小。这可能会揭示治疗前列腺癌的新途径。
桑格研究所的联合首席作者艾伦·布拉德利教授说:“针对PTEN相关途径的药物正在开发中,但肿瘤很快就会产生耐药性。因此,针对其他肿瘤抑制途径也是有用的。这种新方法是一种突出重要肿瘤抑制网络的好方法,我们希望在这项研究中发现的基因将为前列腺癌和其他癌症的治疗策略的发展提供基础。”