《自然》：把癌细胞变回正常细胞！一种全新的抗癌理念诞生

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《自然》：把癌细胞变回正常细胞！一种全新的抗癌理念诞生3 i2 x9 a1 I' c& D- |8 I! g* [% f* ?
来源：奇点糕 2024-04-21 11:33
3 ^+ y9 t- ]( f9 _4 C) z4 x) xRoberts团队认为，他们发现了一种全新的合成致“死”机制，这种抗癌思路不杀死靶细胞，而是通过恢复癌细胞的转录组状态，将癌细胞正常化。$ y4 f% G: }/ Q' H, s" k
近日，由圣裘德儿童研究医院Charles W. M. Roberts和丹娜-法伯癌症研究院Eric S. Fischer领衔的研究团队[1]，在顶级期刊《自然》上发表了一项重磅研究成果。
+ N7 X7 x; w" r& S" b/ k他们在一种罕见癌症——横纹肌样瘤中发现，导致癌症发生的抑癌蛋白发生失活变异之后，如果再让一个关键的蛋白失活，竟然可以恢复癌细胞的分化，逆转癌细胞表型，让癌细胞恢复到正常状态。
, }! y3 A7 J4 g研究人员认为，他们的这一发现表明，让癌细胞恢复到正常状态，而不是杀死癌细胞，或许也是一种可行的抗癌疗法。
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论文首页截图% ~6 e$ @' `0 g8 @& A. i
作为一名儿科肿瘤学家，Roberts研究的横纹肌样瘤就是研究抑癌蛋白失活癌症的最佳对象。因为抑癌蛋白SMARCB1缺失，是横纹肌样瘤唯一确定的驱动因素。
0 D# |0 w/ o5 R: V如果能以横纹肌样瘤为突破口，找到抑癌蛋白缺失癌症的弱点，或许就能给所有抑癌蛋白缺失驱动的癌症，打造一个寻找潜在治疗药物的范式。1 u# q( k/ N3 Q' u: T1 B" M; ~
Roberts的研究思路倒是很好理解：既然横纹肌样瘤的抑癌蛋白SMARCB1缺失了，那就看看再缺失哪个蛋白会导致癌细胞崩溃。大家肯定已经发现了，这就是我们熟知的合成致死原理。% i2 ?3 t+ P+ c/ g0 E
于是，借助于CRISPR-Cas9基因编辑技术，Roberts团队开始了全基因组级别的筛选，结果还真找到了，这个关键蛋白就是DCAF5。通过反复验证之后，他们发现，在SMARCB1蛋白缺失的情况下，DCAF5成为癌细胞存活的必要条件。
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/ P3 h3 q7 U- p" I4 R0 C, C+ c' g, ]DCAF5基因现身1 O7 Z% l1 h3 u# |  `0 t: H0 H
那这个DCAF5蛋白又是什么来头呢？, F- O# o( P( ?
实际上，围绕DCAF5蛋白的研究已经有很多了。它可以与一种E3泛素化酶复合物的关键组分相互作用，从而促进蛋白酶体引导的蛋白质降解。简单来说，DCAF5是调节蛋白降解的。' S! g- V# V# k5 Q
既然在SMARCB1蛋白缺失的情况下，DCAF5的缺失会导致癌细胞的消亡，那DCAF5的存在肯定帮助癌细胞消除了一些对癌细胞不利的蛋白。
+ y9 S) j9 i# @9 F2 `! c5 ZRoberts团队将目光投在了SWI/SNF复合物（一种染色质重塑复合物，负责调控基因表达）上。实际上，SMARCB1就是SWI/SNF复合物的重要组成部分，SMARCB1的缺失会导致SWI/SNF复合物发生不完全组装。
; L  F1 v; v5 o他们推测，在SMARCB1缺失的情况下，DCAF5会促进不完整的SWI/SNF复合物降解；而在DCAF5缺失的情况下，不完整的SWI/SNF复合物会积累，这可能会干扰关键基因的转录，进而对癌细胞产生毒性。
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3 Q4 \7 m3 Q' O- d1 X% N, W. PDCAF5与E3连接酶复合物结合
" r7 I4 h% I  @3 ]* b; b: ?% K为了验证上述猜想，Roberts团队通过检测DCAF5缺失的情况下，SWI/SNF复合物亚基及缺失SMARCB1的不完整SWI/SNF复合物水平，证实DCAF5的缺失确实会导致缺失SMARCB1的不完整SWI/SNF复合物水平缺失升高，而DCAF5的存在有相反的作用。
+ u9 x3 I* \- M! s0 A2 C# X不难看出，在SMARCB1失活的情况下，DCAF5确实在调节不完整SWI/SNF复合物的水平。而且后续的实验还证实，DCAF5是直接促进了SWI/SNF亚基的泛素化和降解。1 G& l# V' d3 I) c
接下来的问题是，SMARCB1失活后，不完整的SWI/SNF复合物为啥对癌细胞有害呢？既然SWI/SNF复合物是调控基因表达的，那就得从基因表达的变化入手解决上述问题。+ v- \0 h( A4 I! x: o6 V* X
Roberts团队发现，虽然没有SMARCB1的SWI/SNF复合物不完整了，但是它仍能在一定程度上调控基因的表达；而DCAF5的存在让SWI/SNF复合物彻底丧失了调节基因表达的功能，于是癌症就发生。# K* A4 M" Y, Q/ a* b2 T1 Q! A
有意思的是，Roberts和他的同事发现，DCAF5缺失介导的抗癌活性，实际上是在一定程度上恢复了SWI/SNF复合物的功能，通过调节癌细胞的转录组，打通癌细胞的分化通路，最终将癌细胞逆转为正常状态。
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机制示意图# E* r3 C8 k! Y7 X3 w0 d
很显然，一种针对抑癌蛋白失活驱动癌症的新治疗思路诞生了。: w$ ^% R0 Q! H; l! @- I5 j. T: o
不过，还有一个重要的问题需要解决：抑制体内一个正常蛋白的活性，有毒副作用吗？
2 s1 @  r/ S! R  m' ^! J/ nRoberts团队构建了胚系Dcaf5基因缺失小鼠，至少在12周龄内与同窝对照小鼠没有区别。初步看来，在SMARCB1失活的癌症中，抑制DCAF5的活性可能是可行的。; E& l( V5 Z# |. K) k# ~
总的来说，Roberts团队认为，他们发现了一种全新的合成致“死”机制，这种抗癌思路不杀死靶细胞，而是通过恢复癌细胞的转录组状态，将癌细胞正常化。$ R' ~7 F; u8 ~
无论如何，希望这项研究成果能为抑癌基因失活驱动的癌症的治疗，打开一扇窗。$ r1 m. \; K4 l* ^
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