一项由迈阿密大学米勒医学院(University of Miami Miller School of Medicine)下属Sylvester综合癌症中心(Sylvester Comprehensive Cancer Center)主任Stephen D. Nimer博士领导的新研究表明,一种关键分子如何调控新血细胞的生成,这一过程被称为造血作用,在癌症中会出现异常。这些发现可能为针对该分子(一种基因活动调节因子TAF1)的新型治疗策略铺平道路。
Sylvester癌症中心研究员、癌症表观遗传学项目联合负责人、癌症基因组学与表观遗传学分部主管Ramin Shiekhattar博士表示,这些新发现“不仅挑战了现有的造血调控模型,也为创新临床应用奠定了基础。”他是该研究的共同作者,这项研究于7月16日发表在《发育细胞》(Developmental Cell)期刊上。
搭档合作
Nimer、Shiekhattar及其同事此前曾报告称,敲除TAF1可以缓解由异常基因调控因子AML1-ETO驱动的急性髓系白血病模型中的疾病。
研究人员表明,TAF1似乎与AML1-ETO蛋白协同作用,激活致癌基因。
TAF1是结合DNA并帮助激活基因的一种大型分子机器的一部分。该机器有助于启动转录过程,即从DNA编码中生成RNA的过程。
在当前的研究中,研究人员进一步关注TAF1,以更好地了解它在正常血细胞发育中的运作方式。
促进细胞成熟
血细胞来源于骨髓中的未成熟细胞,称为造血干细胞(HSCs)。
HSCs是强大的细胞,可用于移植。它们主要有两个功能:自我更新,并在称为谱系承诺的过程中产生包括免疫细胞(T细胞和B细胞)、髓系细胞(中性粒细胞和单核细胞)、血小板和红细胞在内的成熟细胞类型。
根据最新发表的研究结果,TAF1在成人谱系承诺过程中对正确开启相关基因至关重要,但在HSC自我更新中的作用较弱。数据还表明,在胚胎发生期间,TAF1的作用有所不同,因为此时对血液生成的需求要高得多。
Shiekhattar说:“TAF1似乎作为一个关键的分子开关,整合转录信号,以平衡成年个体中的干细胞维持和谱系承诺。”
研究人员表示,这些发现挑战了关于TAF1功能的现有观点。长期以来,TAF1及其相关机制被认为在每个细胞的整个生命周期中都是开启基因所必需的。
这项新研究增加了越来越多的证据,表明TAF1在基因调控中具有更精细的作用,在这项研究中,它优先开启促使HSCs分化为成熟血细胞的基因。
Sylvester癌症中心研究员、该研究第一作者Liu Fan博士说:“最令人惊讶的发现是,成年HSCs可以在没有一个重要通用转录因子的情况下存活,而TAF1的缺失只影响与分化相关的基因的激活,而不影响促进自我更新的基因。”
Nimer的研究团队与Sylvester癌症中心生物信息学专家Felipe Beckedorff博士合作,进一步深入研究了TAF1如何开启基因。他们发现,TAF1既促进转录的起始,又释放了对转录过程的另一重抑制。
未来研究的问题包括TAF1是否在其他与癌症相关的干细胞库(如结肠或大脑)中执行类似功能。
与此同时,这些新发现为研究TAF1靶向药物提供了动力,这些药物目前正在开发中。
血液学领域的一个挑战是找到既能有效杀死癌细胞又不会破坏正常血细胞生成的药物。数据显示,TAF1抑制剂可能满足这一标准:敲除TAF1并没有阻止干细胞的自我更新或血细胞的生成,而这对生命至关重要。
Nimer说:“我们需要回答的一个关键问题是,如果你成功靶向TAF1,是否会损害正常的血液生成?这篇论文的回答是否定的。”
其他潜在的治疗用途包括利用TAF1改进体外培养HSCs的过程,这可能有助于干细胞移植。
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