乳腺癌發現新靶點,與25%死亡相關的三陰性患者添生機
科學家發現新靶點,乳腺癌擴散、轉移有望得到遏制。冷泉港實驗室(GSHL)科學家們近期發現了一種 RNA 調控基因片段,可能與乳腺癌的擴散相關。研究人員在動物實驗中敲掉了這一靶向 RNA,減少了腫瘤的轉移性生長。相關研究結果發表在Nature子刊上。
事實上,早在 2016 年,Nature子刊就對 GSHL 的教授兼研究總監 David Spector 團隊的相關研究做過報道。當時他們就發現了數十種 RNA 分子,在乳腺癌細胞中比同類非癌細胞中更加普遍。這些 RNA 都是長非編碼 RNA(IncRNA),也就是不編碼蛋白質的 RNA 分子,主要在細胞內部起調節作用。
此番報道的,是針對 RNA 25(MaTAR 25)如何影響小鼠乳腺癌細胞的研究結果。
Spector 實驗室研究生 Kung-Chi Chang 通過實驗發現,MaTAR 25 以多種方式促進了癌症的發展,包括:促進癌細胞生長、遷移、侵襲組織。敲掉 MaTAR 25後,研究取得了驚人的效果。
據研究者介紹,不僅腫瘤細胞大量壞死,肺轉移也明顯減少了。“這的確給了我們一些非常令人興奮的數據,即該 RNA 分子具有作為治療靶標的潛力。”
Spector 團隊還發現,MaTAR 25 人類直系同源物 LINC01271 與乳腺癌腫瘤中更具侵略性的經相關。目前,他們正在研究敲掉 LINC01271 對人源乳腺癌模型中的腫瘤生長和轉移的影響。
乳腺癌是女性常見癌種。儘管近 20 年來,乳腺癌的早期治癒率已經達到 90% 以上,死亡率也在持續降低,但是,該病即便是在美國,也是導致女性死亡第二大癌種。2020 年,美國預計有超過 4 萬人死於這一疾病,佔到了女性癌症死亡總數的 15%。患者的復發和轉移都是主要致死原因。
同時,眾多亞型中,仍有三陰性(ER-,PR-,HER2-)等沒有有效的治療靶點。從這個意義上講,新靶點的發現具有重大意義。
新靶點為三陰性等亞型提供更多選擇
在實驗中,為了敲掉 MaTAR 25,研究人員涉及了一個核酸片段,也就是反義寡核苷酸(ASO),一旦與 RNA 結合就會促使細胞產生一種酶,可以破壞掉 IncRNA。在實驗中,研究人員將這種分子注射到小鼠血液中,ASO 可以達到腫瘤細胞,溶解掉大部分 MaTAR 25。
研究人員發現,在高浸潤性 4T1 三陰乳腺癌細胞中,敲掉 MaTAR 25 基因(KO)的細胞,使細胞增殖、轉移、侵襲都減少了。與之對照,移植到 BALB / c 小鼠乳腺脂肪墊中的 KO 細胞,腫瘤生長顯著降低。
熒光素酶標記的 MaTAR 25 KO 細胞的尾靜脈注射顯示,歸巢到肺部減少,轉移性結節明顯減少。
補充研究中,MMTV-Neu-NDL(HER2亞型)小鼠模型中,敲掉 MaTAR 25 的細胞,也阻礙了腫瘤生長,減少了肺轉移。
這些都指向,敲掉 MaTAR 25 會損害乳腺癌細胞的生長和轉移。
為了促進上述成果轉化到人類的臨牀應用,研究人員還對 MaTAR 25 的人類直系同源基因進行確認。發現 LINC01271 與 MaTAR25 有相同的轉錄方向,且其異位表達,可以挽救敲掉MaTAR 25細胞的增殖表型。同時,也證實了 LINC01271 與 PURB 抗體的特異性相互作用,以及與乳腺癌的不良預後有關等。
這也意味着,LINC01271 是改變乳腺癌進展的潛在治療靶點。
乳腺癌亞型較多,分類方法也較多。按照病理學表徵劃分,最常見的乳腺癌是導管癌,佔到所有乳腺癌患者的 75% 左右。這類乳腺癌又可細分為非侵入性導管原位癌(DCIS)和侵入性導管癌(IDC)。
浸潤性乳腺癌,按照雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)、人類表皮生長因子受體2(HER2)的水平,又可以劃分為 4 個亞型。
在傳統的病理學表徵和免疫組化(IHC)分析可檢測到的雌激素受體(HR)、孕激素受體(PR)、人表皮生長因子受體 2(HER2)等蛋白標誌物之外,其他評估基因組重組以及分子表達的研究,也為乳腺癌發生發展提供了進一步的遺傳學解釋。
按照這一理論,乳腺癌又被分為 6 種主要分子亞型——管腔 A、腔 B、HER2 富集,三陰性/基底樣,正常樣和 claudin-low,每種亞型表現出不同的表型和分子特徵,並且具有明顯的臨牀結果。
目前治療乳腺癌的靶點主要是 HER2、VEGF、EGFR、BRCA、PI3K/Akt/mTOR、CDK4/6 等。其中針對三陰性,也就是 HR、PR 以及 HER2 均為陰性的乳腺癌療法卻很少。2017 年數據顯示,此類患者只有 10% 左右,卻與 25% 的死亡有關。新靶點的發現,將為此類患者提供更多救治機會。
更多腫瘤新療法將面世
Spector 團隊分析,敲掉 MaTAR 25 對乳腺癌腫瘤細胞的控制,主要是通過與富含嘌呤的元素結合蛋白 B(PURB)相互作用,並與其下游靶基因 tensin 1(Tns1)關聯,來發揮作用的。
Tns1 有助於細胞骨架和外部基質的連接,是影響細胞運動和生長調節的通路。MaTAR 25 的缺失,導致 Tns1 減少,進而導致肌動蛋白細胞骨架的重組,以及粘着斑和微絨毛的減少。
這一系列連鎖反應,也最終導致了腫瘤細胞的壞死。
在 Spector 團隊的研究中,MaTAR 25 和 LINC01271 都不是個案。
近年來,大規模的全基因研究表明,缺乏蛋白編碼能力的人和小鼠基因組可以轉錄成千上萬的 RNA,特別是長度在 200 個核苷酸以上的長非編碼 RNA,也就是 IncRNA,已被建議在各種生物過程中發揮關鍵作用。
其中,IncRNA 表達失調與包括神經肌肉疾病、發育遲緩、神經退行性疾病、癌症等相關。除了 MaTAR 25,還有多種 Inc RNA,作為調控分子,通過不同機制參與了乳腺癌發展和轉移進程。
如:HOTAIR 可以改變 Polycomb Repressing Complex 2(PRC2)的定位模式和組蛋白甲基化,從而調節乳腺癌細胞中的基因表達。
乳腺癌抗雌激素耐藥性 4(BCAR4)可以控制 GLI 家族鋅指2(GLI2)基因表達來促進癌細胞轉移。在小鼠模型中,通過鎖定核酸 LNA 來攻擊 BCAR4,可顯著影響癌細胞的侵襲,減少肺轉移。
在早期針對 Malat1 基因的研究中,敲掉Malat1後,原發性乳腺腫瘤的分化和轉移的顯着減少。
此外,在此前研究中,科學家還發現,除了調節轉錄,lncRNA 還可以通過發揮其他調節作用,來影響癌症。如:lncRNA PVT1 可調節乳腺癌細胞中 Myc 蛋白的穩定性,促進癌細胞發展。
在此番發佈成果的研究中,Spector 團隊就針對 30 個未鑑定過的靶點進行了研究,涉及 MaTARs 1-30。