这一发现能否改变未来癌症的治疗方法?实验室研究给出了肯定的答案。一个国际科学家团队发现了一个关键的生物过程,该过程帮助胰腺癌生长并逃避免疫系统。通过干扰这一机制,研究人员在动物实验中显著缩小了肿瘤。
这些发现揭示了癌细胞保护自己免受免疫攻击的核心机制。当这种保护机制被阻断时,实验动物体内的肿瘤迅速崩溃,表明在一种最致命的癌症中存在强大的新弱点。
发表成果与全球合作
这项研究发表在《细胞》(Cell)杂志上,由国际研究团队主导。大部分实验工作由Leonie Uhl、Amel Aziba和Sinah Löbbert完成,并与德国维尔茨堡大学(JMU)、美国麻省理工学院和维尔茨堡大学医院的研究人员合作。
维尔茨堡大学生物化学与分子生物学系主任Martin Eilers作为Cancer Grand Challenges KOODAC团队的一部分领导了这项研究。研究资金来自英国癌症研究中心、儿童癌症自由基金会和法国国家癌症研究所,这些机构通过Cancer Grand Challenges计划提供支持。欧洲研究理事会还向Eilers提供了高级研究基金。
驱动癌症生长的蛋白
研究人员重点关注了MYC,这是一种在癌症生物学中被研究了几十年的蛋白质。MYC被称为致癌蛋白,因为它在推动细胞分裂中起着重要作用。"在许多类型的肿瘤中,这种蛋白质是细胞分裂的核心驱动因素,从而导致不受控制的肿瘤生长,"Martin Eilers解释道。
一直以来不清楚的是,具有非常高MYC活性的肿瘤如何避免被免疫系统检测到。尽管快速生长,MYC驱动的肿瘤往往无法触发免疫反应,使它们能够不受限制地扩散。
压力下的MYC承担第二角色
这项新研究提供了一个答案。研究人员发现MYC具有两种不同的功能。在正常条件下,MYC与DNA结合并开启促进细胞生长的基因。但在快速生长肿瘤内部的压力环境下,MYC改变了其行为。
MYC不再附着于DNA,而是开始与新产生的RNA分子结合。这种转变导致多个MYC蛋白质聚集在一起,形成称为多聚体的密集团块,这些多聚体起到分子冷凝物的作用。
这些冷凝物在细胞内充当聚集点,吸引其他蛋白质,特别是外泌体复合物,并将它们集中在一个位置。
沉默细胞内部警报系统
外泌体复合物在细胞内部起清理作用。在这种情况下,它有选择性地分解RNA-DNA杂交体,这些杂交体是基因活动的故障副产品。通常,这些杂交体充当求救信号,提醒免疫系统细胞内部出了问题。
通过组织破坏这些杂交体,MYC有效地在警报系统激活免疫防御之前将其关闭。结果,信号过程从未开始,免疫细胞无法将肿瘤识别为威胁。
使免疫逃逸成为可能的独立功能
研究团队表明,这种免疫隐藏能力取决于MYC蛋白内特定的RNA结合区域。重要的是,该区域对于MYC在驱动细胞生长中的作用并非必需,这意味着这两种功能是独立运作的。
研究人员证明,MYC促进肿瘤生长的能力和抑制免疫检测的能力在机制上是分离的过程。
移除防护盾后肿瘤崩溃
为了测试这些影响,科学家改变了MYC,使其不能再与RNA结合。没有这种功能,MYC就无法招募外泌体复合物或抑制免疫警报。
动物模型中的结果非常显著。"在28天内,具有正常MYC的胰腺肿瘤体积增大了24倍,而具有缺陷MYC蛋白的肿瘤在同一时期内崩溃并缩小了94%,但前提是动物的免疫系统完整,"Martin Eilers说。
这证实了免疫活动对肿瘤崩溃至关重要。
未来疗法的更精确靶点
这些发现为癌症治疗开辟了新的可能性。过去试图完全关闭MYC的努力都失败了,因为这种蛋白质对健康细胞也至关重要。广泛靶向它可能会导致严重的副作用。
新确定的机制提供了一种更集中的方法。"与其完全关闭MYC,未来的药物可以专门抑制其与RNA结合的能力。这可能会保留其促进生长的功能不受影响,但会揭开肿瘤的隐形斗篷,"Eilers解释道。这可能使免疫系统能够再次识别并攻击癌症。
下一步是什么
尽管前景广阔,但研究人员警告说,临床应用仍遥遥无期。未来的工作需要确定激活免疫的RNA-DNA杂交体如何离开细胞核,以及MYC的RNA结合活性如何塑造肿瘤的局部环境。
Cancer Grand Challenges总监David Scott博士强调了这项工作的更广泛意义:"Cancer Grand Challenges旨在支持像KOODAC这样的国际团队,他们正在推动我们对癌症认知的边界。这样的研究表明,揭示肿瘤用来躲避免疫系统的机制如何可以打开新的可能性,不仅适用于成人癌症,也适用于KOODAC团队关注的儿童癌症。这是一个令人鼓舞的例子,说明国际合作和多样化的专业知识如何帮助应对癌症研究中一些最棘手的挑战。"
关于Cancer Grand Challenges
Cancer Grand Challenges由英国癌症研究中心和美国国家癌症研究所于2020年创立,汇集了来自世界各地的领先研究团队,以解决癌症科学中最困难的问题。这些挑战过于复杂,无法由任何单一机构或国家单独解决。
通过高达2000万英镑的资助,该计划使研究团队能够跨越传统的科学和地理界限,加速对抗癌症的进展。
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