阻断癌细胞“肆意生长”路径,新药物助力肿瘤常规化疗

你是否也曾有这样的疑惑肉眼都看不到的细胞癌变,如何演变成人类难以战胜的恶性肿瘤呢?

这取决于癌细胞的特点。

正常细胞具有生命周期,不断更新换代以保持平衡状态;而癌细胞则无限增殖,该凋亡时不凋亡,疯狂生长,抢夺周围的营养物质,无休无止的“工作”,仿佛是一个关机键失灵了的机器。

近期一项研究带我们找到了一个改造“失灵机器”的方法,让癌症不再“永生”。这项研究发表在顶级杂志《Nature Communication》上,跟随洋葱一探究竟吧。

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  • 控制细胞自身昼夜节律的“分子钟”在肿瘤发生和发展中具有重要作用。

  • MYCN基因扩增可导致时钟激活因子和时钟抑制因子的功能障碍,继而导致分子钟减弱,促进肿瘤细胞存活。

  • 肿瘤细胞生存依赖的脂质代谢也与昼夜节律密切相关。

  • 通过时钟激活剂RORα的激活,可以恢复细胞分子钟,抑制脂质代谢,进而阻止神经母细胞瘤生长,还能使其对常规化疗变敏感。

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癌细胞疯狂工作的原因竟是“钟表”坏了!

与人体一样,细胞也有生物钟,我们称之为“分子钟”。

两种关键“开关”出现故障

保障分子钟能够正常运转的两种关键因子分别是:

  • 时钟抑制因子REV-ERBα

  • 时钟激活因子 RORαBMAL1

致使这两种“开关”失灵的原因基于一个叫做MYCN基因,它可以直接激活时钟抑制因子,同时抑制激活因子(失去昼夜之分),破坏分子钟的正常工作。

神经母细胞瘤患者的数据中也证实了,MYCN介导的 RORαBMAL1(时钟激活因子)低表达以及REV-ERBα(时钟抑制因子)高表达与不良临床结果和分期密切相关。

MYCN失调是恶性神经母细胞瘤一个强大的预后标志物,几乎一半的高危神经母细胞瘤中都存在MYCN扩增。此外,MYCN致癌表达还与许多其他人类癌症相关。

肿瘤细胞开始“昼夜不停”地工作

当分子钟出现故障后,细胞昼夜不停地疯狂工作,源源不断地合成脂肪酸等脂质,为肿瘤维持生长提供了大量的能量物质。(好似被压榨的工人……)

脂肪酸是恶性神经母细胞瘤细胞的生存必需的能量来源,其合成与代谢本应该受昼夜节律控制,但此时的失控状态让肿瘤细胞拥有充足的能量而“肆意生长”。

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故障的分子钟“维修”之后,功能如何?

虽然找到了问题的根源,但解决起来仍然花费了些功夫。研究人员发现MYCN破坏分子钟的方式是通过与时钟基因启动子结合,造成了时钟核心成分BMAL1的表达抑制和振荡受损。进一步发现了利用RORα活性可以挽救MYCN 介导的 BMAL1 表达和振荡的抑制。继而研究人员找到了RORα/γ 激动剂SR1078来修复故障的分子钟。

恢复分子钟

分子钟的恢复在神经母细胞瘤中具有明显的肿瘤抑制作用。使用了SR1078后,BMAL1 表达和振荡明显恢复,MYCN扩增的神经母细胞瘤的生长也被有效阻止。

抑制脂质代谢

研究还发现,SR1078能显著减低甘油三酯及其前体甘油二酯在肿瘤内的水平,除了对分子钟的恢复,还明显抑制脂肪酸代谢、减少脂质合成,切断肿瘤的能量来源

小鼠实验:对照组和SR1078 (15 mg/kg) 腹腔注射,每天一次,持续14天。治疗结束时,SR1078组的小鼠肿瘤生长受到显著抑制,肿瘤细胞增殖显著降低。

对常规化疗变敏感

SR1078药物的使用,恢复了细胞的分子钟和细胞代谢,使肿瘤细胞对常规治疗敏感。将SR1078与常规疗法联合使用,可达到增强化疗疗效和减低毒性的双重效果。

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洋葱建议:纠正紊乱的生物钟

虽然,关于细胞的分子钟与平常我们所说的生物钟有何联系,目前还没明确的结论,但可以肯定的一点是,生物节律的破坏会影响人体免疫力,促进肿瘤的发生和发展。

已有研究显示,在哺乳动物中,长期的昼夜节律失调(即不规律作息)可导致多种疾病的发生,还会影响细胞周期、DNA损伤等,进而增加肿瘤的生长速度。流行病学的研究发现,昼夜节律紊乱与乳腺癌、甲状腺肿瘤等的肿瘤发生有很大关系。

因此,无论是否为肿瘤患者,都应养成良好的作息习惯,才能提高免疫力、远离癌症!

参考文献

[1] Restoration of the molecular clock is tumor suppressive in neuroblastoma. Nat Commun. 2021 Jun 28;12(1):4006.

[2] Circadian disruption promotes tumor-immune microenvironment remodeling favoring tumor cell proliferation. Sci Adv. 2020 Oct 14;6(42):eaaz4530.

[3] 生物钟基因与肿瘤[J]. 国际外科学杂志, 2006, 33(004):279-283.

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