科學家在最常見的癌症驅動因素之間發現了意想不到的聯繫

根據威斯康星大學麥迪遜分校最近的一項研究,導致癌細胞的兩種最常見的基因變化以前被認為是截然不同的並由不同的細胞信號控制,但實際上它們是一起工作的。為了治療癌症,研究人員迄今為止一直集中在開發抑制其中一種的藥物上。對它們的合作效應的理解可能會使治療效果更好。

細胞製造一種叫做p53的蛋白質,它在細胞核內發揮作用並對壓力作出反應,但製造p53的基因突變是癌症中最常見的遺傳異常情況。癌症中失控的細胞增殖也常常跟激活細胞表面定位的路徑(稱為PI3K/Akt)的突變有關。

細胞信號通路允許細胞完成重要的通信任務以維持健康的細胞功能。這個過程有點像寄信,需要一系列特定的步驟並在信封上貼上適當的郵票和標記,這樣才能把信送到正確的地址。

科學家在最常見的癌症驅動因素之間發現了意想不到的聯繫

由華盛頓大學麥迪遜分校癌症研究人員Richard A. Anderson和Vincent Cryns領導的一個團隊發現了p53和PI3K/Akt途徑之間的直接聯繫。最近發表在《Nature Cell Biology》上的這一發現確定了這些途徑中的聯繫,從而為新的癌症治療提供了有希望的目標。

華盛頓大學醫學和公共衛生學院教授Anderson說道:“我們已經知道有一段時間,在膜上發現的激活PI3K/Akt途徑的脂質信使分子也存在於細胞核中。但它們在與膜分離的細胞核中做什麼是個謎。”

新研究的第一作者、副科學家Mo Chen使用化療藥物對癌細胞施加壓力並在它們複製或創造新的自身副本時損害它們的DNA。她發現被稱為酶的蛋白質是PI3K/Akt途徑的一部分,它跟細胞核中突變的p53蛋白結合併將脂質信使附着在p53上,這顯示兩者有直接聯繫。

癌細胞沒有進入細胞凋亡–這是一種主動的細胞自殺過程,可以清除受損的細胞–而是修復它們被化療破壞的DNA,並繼續生長和分裂、促進癌症的生長。

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華盛頓大學醫學和公共衛生學院的醫生科學家和教授Cryns說道:“我們發現PI3K/Akt途徑錨定在細胞核中的p53上,這完全出乎意料。”

通常情況下,PI3K/Akt途徑被認為會限制在膜上。

“這些結果對癌症治療也有至關重要的影響。目前針對PI3K的治療方法可能不起作用,因為它們操作的酶與研究小組發現的路徑中的酶不同,”Cryns稱。

新途徑中的酶被稱為IPMK,使其失去活性這件事情使得P53蛋白不能跟Atk途徑結合併激活Atk途徑。這阻止了該途徑對癌細胞的益處,使IPMK成為一個有前途的新藥物目標。

研究人員還發現了另一種名為PIPKIa的酶,它是細胞核中p53和Akt激活的關鍵調節器。

該研究小組以前曾表明,PIPKIa能穩定p53蛋白並使其具有活性。當PIPKIa被關閉時,細胞內的p53水平急劇下降。在新研究中,該團隊表明,通過遺傳方法或藥物阻斷PIPKIa–可通過阻止p53激活細胞核中的Akt實現–引發癌細胞死亡。

Cryns表示:“這意味着PIPKIa的藥物抑製劑將降低突變的p53水平並阻斷細胞核中的Akt激活,這可能是針對癌細胞的非常強大的一擊。他們的團隊正在積極尋找更好的PIPKIa藥物抑製劑,其可用於治療有p53突變或PI3K/Akt途徑異常活躍的癌症。”

除了尋找阻斷新發現的癌症途徑的藥物外,科學家們還在研究細胞核中的其他蛋白質是否是PI3K/Akt途徑的目標。

Anderson說道:“我們知道其他的核蛋白被像p53這樣的脂質信使修飾,但我們不知道其範圍有多廣。”

然而這些證據表明,這可能是許多種癌症的共同特徵,“我們稱之為第三信使途徑的機制,”他補充道。