模块化基因增强子促进白血病生长并控制化疗疗效
骨髓每天产生数十亿新的血细胞,在这个过程中Myc基因发挥重要作用,该基因同样也在癌症发生中发挥作用。德国研究者Trumpp等发现,Myc基因的作用是由远端含有的、一个基因增强子簇的DNA片段所决定的。在一些血液系统肿瘤细胞中,这个决定簇发生改变,从而影响Myc活性使肿瘤细胞生长加速,同时也影响肿瘤对化疗的反应,因此这个增强子簇有可能成为血液肿瘤治疗一个合适的靶点。(Nature. 2018; 553: 515–520. doi:10.1038/nature25193)
研究者介绍,人们身体的每一个细胞都装备相同的编码方式,但每个细胞如何使用这个编码方式却是不同的,特异的蛋白通知转录因子活化或抑制每个基因,从而这些基因促进所有不同种类的细胞(如免疫细胞或血细胞)的形成,而这些细胞的母细胞都是相同的。
Myc一直被认为是一个经典的肿瘤蛋白。一方面,它在正常干细胞形成血细胞过程中发挥转录子的作用;另一方面,如果表达过高则可能导致肿瘤。然而到目前为止,对于每个细胞如何控制Myc的水平的精确机制了解甚少。研究者发现了一个在不同类型血细胞中调控Myc基因活性的基因位点——BENC的基因增强子簇。
该增强子簇位于染色体中远离Myc基因的区域。这种调控之所以发挥作用,是由于染色体形成一个回路,从而建立了增强子和Myc基因的直接联系。BENC 具有一个复杂结构,由排列成串珠样的9个独立的增强子模块构成,这些模块根据不同细胞类型与不同的转录子结合,再以不同的方式与血液系统不同的细胞相互作用。
在发现正常细胞调控机制后,研究者又探索了BENC是否也在白血病细胞发挥作用。在小鼠白血病模型中,他们发现静默BENC后可以使肿瘤细胞消失,在一些急性髓细胞白血病(AML)患者白血病细胞中,BENC簇倍增,呈现多个拷贝;而在另一些AML患者白血病干细胞中,仅有单一增强子模块极度活化。这两种事件均导致细胞内Myc水平升高而影响细胞分裂速度,从而也影响对化疗的反应。
研究者最后提到:“我们的结果为白血病患者更好鉴定血液中白血病干细胞提供了可能,由于我们已经有影响增强子活性的治疗手段,BENC有可能成为这种类型血液肿瘤的新的治疗靶点。”
(编译 王婷 审校 常乃柏)
北京医院 常乃柏教授评述:
急性髓细胞白血病是一个异质性肿瘤,细胞表型各异,涉及基因表达异常种类繁多,在精准治疗突飞猛进的今天,急性髓系白血病的标准治疗仍然停留在化疗。大多数急性髓细胞白血病患者是60岁以上老年患者,随着年龄增长对化疗的耐受性越来越差,这也成为一个临床上难题。BENC的发现为急性髓系白血病靶向治疗提供了机会,大多数急性髓系白血病干细胞存在Myc过度表达,通过调控BENC可以调节Myc水平,达到抑制白血病干细胞增殖的目标。通过转录子调控抑制白血病干细胞增殖的这种思路,有可能给急性髓细胞白血病的治疗带来一场革命。