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|必讀|科學家利用基因編輯技術找到治療肺癌的兩種新靶點

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《癌症發現》近日刊發一項最新研究發現:LKB1基因與下遊兩種激酶SIK1和SIK3密切相關,是抑製腫瘤發生的關鍵性因子;這兩種激酶除抑製肺癌細胞生長外,還對肺癌的炎症反應具有特異性抑製作用。

基於這些研究,科學家有望開發出針對非小細胞肺癌靶向治療新方法。

目前,肺癌的發病率和死亡率均居惡性腫瘤首位,85%的肺癌屬於非小細胞肺癌(NSCLCs),這類惡性肺癌通常存在一種名為LKB1的突變基因。

近日《癌症發現》刊發一項最新研究發現:LKB1基因與下遊兩種激酶SIK1和SIK3密切相關,是導致癌症發展的原因;這兩種激酶除抑製細胞生長外,還抑製炎症,進而阻止腫瘤生長。

歷經10多年的研究,美國索爾克研究所科學家終於發現了LKB1基因導致癌症發生的原因。他們利用基因編輯技術對基因進行滅活,最終發現LBK1與下遊兩種激酶在抑製腫瘤形成中的關鍵性作用。這一發現有望為非小細胞肺癌提供新的精準治療方法。

預防肺癌發展的直接靶點

索爾克研究所主任魯本·肖教授指出:該研究首次發現了LKB1可作為預防肺癌的直接靶點。並且,他們還意外發現了炎症在這類腫瘤的生長中的重要作用。

基於這些研究,研究人員有望開發出針對這部分肺癌的新療法。

正常情況下,LKB1是一種腫瘤抑製因子,有預防癌症形成的積極作用。LKB1基因的工作原理就像接力隊的隊長一樣,把細胞信號像接力棒一樣傳遞給下遊激酶,然後通過連鎖反應把信號傳遞給其他酶。

在一個由14種不同激酶成員組成的團隊裡,LKB1充當隊長的角色。

確定抑癌功能的激酶

自從LKB1首次被確定為肺癌的主要變異基因以來,在過去的15多年裡,人們一直很困惑:到底哪一種激酶具體承載LKB1的抑癌功能?

2018年,肖教授的實驗室邁出了解答謎題的第一步,他們的研究顯示:在這14種激酶成員中有2種激酶(已知控制新陳代謝和生長的主要酶)阻斷肺癌的作用並不明顯。

剩下的12種激酶成為潛在的關鍵分子,但科學界幾乎對它們一無所知。

論文第一作者、索爾克研究所巴勃羅?霍爾斯坦博士認為:這就像一個癌症偵探案件。這12種激酶中的任何一個都有可能是LKB1抑製腫瘤作用的關鍵分子,但無法確定是哪一個。

為了解答這個謎題,研究小組使用CRISPR技術結合基因分析來滅活每一個可疑的激酶:先逐個滅活,然後組合滅活。

研究人員觀察了在培養的非小細胞肺癌細胞和非小細胞肺癌小鼠模型中,這種滅活操作對腫瘤生長和發育的影響。

肺癌圖像顯示正常肺(淡紫色)和腫瘤(深紫色)。SIK1和SIK3失活導致腫瘤生長和炎症,首次揭示了SIK激酶介導LKB1在預防肺癌中的關鍵功能。

研究人員發現了兩種激酶:一種名為SIK1的激酶在阻止腫瘤形成方面效果最強。SIK1失活後,腫瘤生長加速;當一種相關的激酶SIK3也失活時,腫瘤生長得更快。

研究人員發現在14個激酶中,SIK1和SIK3是影響腫瘤生長最關鍵的激酶。

炎症反應增加

以往研究提示,LKB1也在抑製細胞炎症方面發揮重要作用,研究人員該研究中也發現了SIK1和SIK3對肺癌細胞的炎症反應具有特異性抑製作用。

當LKB1或SIK1和SIK3發生突變時,炎症反應增加,進而促進了腫瘤生長。

索爾克馬克·蒙特米尼教授最近與肖教授共同發表了一篇論文,確定了SIK1和SIK3「傳遞接力棒」的代謝開關,揭示了LKB1啟動接力賽的三個步驟。

曲折和艱辛

自2006年以來,肖教授就一直從事該項目的研究,最終發現在肺癌形成過程中,炎症是一種非常明確的驅動因素,他為此感到非常的欣慰和驚訝。

他同時感嘆:這一研究成果凸顯了科學研究的本質,揭示了解決困難、複雜的問題的曲折和艱辛,很多時候需要花費10多年甚至更久才能找到答案。

研究人員計劃深入研究這些激酶驅動炎症機制,極其在非小細胞肺癌形成中的作用。

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