研究者找到治疗肝癌的潜在新靶点
《自然》杂志在线发表了一篇关于肝癌治疗的重要研究,研究报告篇幅不长,但研究设计精妙而清晰,揭示了与肝癌发病相关的关键蛋白,抑制这一蛋白,可有望抑制肝癌的发展。(Nature. 2019 年4月10日在线版. doi: 10.1038/s41586-019-1112-8)
该研究发现是意外所得,研究者来自西班牙国立心血管研究中心,主要研究方向是p38蛋白激酶家族在动脉粥样硬化中的作用。
这个蛋白激酶家族共有4个成员。为了更好地了解它们的具体功能,研究者对它们的三维结构进行了比对,寻找哪些蛋白可能与p38蛋白家族有类似的结构与功能。初步筛选结果让研究者感到意外。在4种p38蛋白中,p38γ与CDK蛋白有很高的相似性,而后者是调控细胞周期的一种重要蛋白,提示p38γ和细胞分裂周期有关?
为了验证这一猜测,研究者评估了其生化活性。发现能抑制CDK1的小分子,同样可以抑制p38γ;在体外实验里,p38γ也和CDK一样,能对抑癌蛋白Rb进行磷酸化修饰,且修饰的位点也相同;在体内实验,研究者通过免疫共沉淀技术发现,p38γ与Rb蛋白能相互结合;最后,研究者发现敲除p38γ的小鼠无法顺利对Rb蛋白进行磷酸化修饰,而额外引入p38γ可以逆转这一现象。这些结果提示,p38γ与CDK在结构与功能上都有极高的相似性,非常有可能参与到了细胞周期调控之中。
研究者指出,p38激酶家族的四个成员初看非常类似,但对三维结构的详细分析揭示,p38γ也与CDK蛋白家族有很高的相似性。这些蛋白以调控细胞分裂和细胞周期而知名,在肿瘤的发病中起到了重要作用。
在动物体内,p38γ的一大作用位点在肝脏,它会不会影响到肝细胞的分裂?研究者发现,在缺乏p38γ的小鼠体内,其肝细胞的DNA合成与细胞增殖都显著下降,影响肝脏再生。这个发现也清楚地证实,p38γ的确在肝细胞分裂过程中,起到了调控的作用。
接下来,就是阐明这个蛋白与肝癌的关联性了。先前研究发现,能调节细胞周期的CDK若过度激活,可能引起癌症。有趣的是,在人类的肝癌组织样本中,CDK突变率和p38γ突变率非常接近,提示p38γ突变可能参与肝癌的发病过程。无论是人类的肝癌细胞系,还是在患者的肝癌活检样本里,p38γ的表达水平均有升高。而较高的p38γ水平,也和肝癌预后较差有着关联。这些观察结果都指向了同一个假设:p38γ参与了肝癌的发展。
这一假设在小鼠实验中得到了验证。研究者发现,在毒性分子的处理下,小鼠会被诱导产生肝癌。而通过敲除或抑制p38γ的活性,可以强烈地抑制肝细胞的增殖,带来更少的肿瘤数量,并显著延长小鼠的存活期。这一抗癌现象在多种肝癌动物模型(其他药物诱发肝癌或者高脂饮食诱发肝癌)中都存在。
该研究表明,p38γ能诱使细胞进入分裂周期,为肝癌的发病机理带来新的视角。研究者也表示,他们正在开发针对这种蛋白的抑制剂,并期待检验它在肝癌中的疗效和安全性。
(编译 牛雪梅)
