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用作癌症诊断和治疗的基因
【字体: 大 中 小 】 时间:2003年03月26日 来源:
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[生物通讯]通过分析在肿瘤细胞中激活的基因,科学家或许可以预言最常见形式的肝癌--肝细胞癌(hepatocellular carcinoma)是否可能从原发位点转移。美国国家癌症研究院的研究人员与中国上海复旦大学肝癌研究所的外科医师合作,在《自然医学》(Nature Medicine)上发表文章报道,他们识别出一个肝细胞癌转移所独有的基因活动模式。了解肿瘤是否可能转移能够帮助医生们确定针对病人的最佳治疗策略。
另外,研究人员已经识别出一个癌转移所需的基因。这个基因名为骨桥蛋白 (osteopontin)基因,可作为癌转移诊断的有效标记。骨桥蛋白则可成为转移性肝细胞癌的一个潜在治疗靶点。
肝细胞癌是全世界最常见、最具侵润性的恶性肿瘤之一。虽然其发病率在美国相对较低,但在亚洲和非洲发病率则极高,这两个州的肝癌风险因子如肝炎传染和食品黄曲霉素(一种致癌物质)污染等更为盛行。最近的研究表明,肝癌在美国的发病率呈上升趋势,大多数其它癌症的发病率则呈下降趋势。肝细胞癌之所以存活率很低主要是因为治疗后发生癌转移的机率很高,癌细胞通常会扩散到肝脏其它部位。
这项研究的最初目标是识别出能让研究人员区别出肝细胞癌病人的原发肿瘤和转移肿瘤的基因。令人惊讶的是,研究人员发现,在转移肿瘤中表达的基因与在原发肿瘤中表达的一致,这个发现对当前的癌转移行进模型提出了挑战。相反,继续转移的肿瘤与不转移肿瘤之间基因活性的差异很明显。
“转移肿瘤的基因活性与其起源的原发肿瘤中完全一致,但不转移肿瘤中的基因表达截然不同,这一事实表明有利于转移的变化发生在原发肿瘤中。”研究的第一作者、美国国家癌症研究院癌症研究中心的Xin Wei Wang博士说。“如果我们能够事先识别出肿瘤可能转移的病人,就会大大提高我们制定个人化肝癌疗法的能力。”
为揭示可能转移与不会转移的肝肿瘤之间的关键差异,研究人员比较了肿瘤样本的基因活性。所有样本均取自肝癌患者的原发肿瘤,无论这些肿瘤最终是否发生转移。
为测定基因活动,研究人员利用了DNA芯片技术,所谓DNA芯片就是包被有数千个DNA点的玻片,每个点代表一个不同的基因。当一个基因在细胞中被激活时,就会产生RNA拷贝作为转录物。为测定基因的活动,研究人员用荧光标记标记了肿瘤细胞中的RNA转录物。当标记RNA转录物与芯片上对应的DNA点结合时,对应点就会发光。科学家用散发的光模式和强度确定了芯片上数千基因中每一个的活性。研究人员分析了肿瘤细胞中超过9000个基因的活性后,又通过一种计算机算法确定这些基因中的153个可被用于区分两组肿瘤。这153个基因的活性根据肿瘤是否有转移潜力而存在显著差异。
科学家一识别出可以区分转移和不转移肝细胞肿瘤的基因,立即利用这些基因检查能否用于正确识别40个肿瘤样本。取样病人的临床结果已经出来,但科学家们并不知道这些结果。在检查的40个样本中,通过检测这153个基因正确识别出82%具有转移潜力的肿瘤,以及67%不会发生转移的肿瘤。
研究人员发现,高水平骨桥蛋白使实验室培养的癌细胞更易侵入临近组织。而且,阻断该蛋白的活性就能阻止肿瘤细胞扩散--无论是小鼠还是实验室培养的细胞。因此,骨桥蛋白不仅用于预测哪些癌细胞可能转移,而且还是肝细胞癌治疗一个可能的治疗靶点。
“骨桥蛋白存在所有体液中,这使它成为一个极佳的诊断标记。”Wang说。同样,由于骨桥蛋白位于细胞外部,因而比细胞内部点靶点更易于药剂的到达,这使得研究人员对骨桥蛋白的治疗潜力持乐观态度。(生物通编译,未经授权,请勿转载)