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新发现的基因可以阻止致命癌症的扩散

索尔克研究所(Salk Institute)的科学家发现了一种基因,这种基因可以阻止癌症从肺部转移到身体的其他部位,这意味着一种对抗世界上最致命癌症之一的新方法。

新发现的基因可以阻止致命癌症的扩散

通过确定这种转移的原因,索尔克的科学家们能够解释为什么有些肿瘤比其他肿瘤更容易扩散。这种转移在肺癌中经常发生得很快,而且生存率很低。这一新发现的途径,今天在《分子细胞》杂志上详细介绍,也可能帮助研究人员了解和治疗黑色素瘤和宫颈癌的扩散。

索尔克分子和细胞生物学实验室教授、霍华德·休斯医学院早期职业科学家鲁本·j·肖说:“肺癌即使在早期发现,也往往能够几乎立即转移并在全身扎根。”“为什么有些肿瘤会这样而有些则不会,其原因还没有被很好地理解。”现在,通过这项工作,我们开始了解为什么某些类型的肺癌具有如此大的侵袭性。

肺癌也影响着不吸烟者,是美国癌症相关死亡的主要原因(今年估计有近16万人)。根据美国国家癌症研究所(National cancer Institute)的数据,美国在肺癌治疗上的支出超过120亿美元。然而,肺癌的存活率却很低:80%的患者在确诊后5年内死亡,这主要是由于这种疾病有扩散到全身的侵略性倾向。

为了变得可移动,癌细胞超越了细胞机制,细胞机制通常使细胞扎根于各自的位置。相反,癌症可以打开或关闭从细胞膜上突出的分子锚(称为局部粘附复合物),为细胞的迁移做好准备。这使得癌细胞开始通过血液在体内循环,并在新的器官中定居。

除了不同的癌症能够操纵这些锚点之外,人们还知道,大约五分之一的肺癌病例缺少一种名为LKB1(也称为STK11)的抗癌基因。缺少LKB1的癌症通常是侵袭性的,在全身迅速扩散。然而,没有人知道LKB1和病灶粘连是如何联系的。

现在,索尔克的研究小组发现了这种联系,并找到了治疗的新目标:一种鲜为人知的基因DIXDC1。研究人员发现,DIXDC1接受LKB1的指令,进入局部粘连,改变其大小和数量。

当DIXDC1被“打开”时,6个左右的局部粘附会变得又大又粘,将细胞固定在它们的位置上。当DIXDC1被阻断或失活时,局部粘附变得小而多,导致数以百计的小“手”响应细胞外信号将细胞向前拉。例如,在逃离肺部的过程中,越来越多的肿瘤细胞倾向于成为可移动的辅助器官,并允许肿瘤细胞在血液中存活,在全身各个器官中停靠。

“LKB1和DIXDC1之间的通信负责细胞内的‘留驻’信号,”第一作者、博士生乔纳森·古德温(Jonathan Goodwin)说。“人们对DIXDC1知之甚少,结果发现它在癌症和转移中被抑制。”

肖和他的同事在新的研究中发现,肿瘤有两种方法来关闭这种“静止”信号。一种是直接抑制DIXDC1。另一种方法是删除LKB1,然后LKB1从不向DIXDC1发送信号以移动到焦点粘连以锚定细胞。鉴于此,科学家们想知道重新激活DIXDC1是否能够阻止癌症的转移。研究小组提取了低水平DIXDC1的转移细胞,并过表达了该基因。DIXDC1的加入确实降低了这些细胞在体内外转移的能力。

古德温说:“这个基因如此强大,真是非常、非常令人吃惊。”“在这项研究开始时,我们并不知道DIXDC1会参与转移。LKB1会影响很多蛋白质;一个人控制这么多这种表型是不被期望的。

目前,对于存在LKB1或DIXDC1改变的癌症,还没有专门的治疗方法,但那些缺失这两种基因的患者,很可能会从针对局部粘连的癌症药物中看到治疗结果,肖说。

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