癌症干细胞的致命弱点
由于在德国引入了结肠镜检查进行早期癌症检测,因此每年的晚期癌症的诊断数量减少,因为现在可以检测到癌前病变并立即被视为检查的一部分。因此,来自癌症的死亡率也患有26%的女性和21%的男性。尽管如此,它仍然是西方世界的第四次致命癌症 - 刚刚在肺后面,前列腺和乳腺癌。这是因为生长缓慢的肿瘤在疾病的晚期阶段只会变得明显,因此通常诊断为时已晚。晚期结直肠癌的存活率仅为5%。
“治疗选择非常有限,尤其是因为癌症即使在成功化疗后,也可以返回,“Johanna Grinat,这项研究的潜在作者和发出信号转移中的博士生和癌症实验室的博士生。”经常性癌症往往比原版更具侵略性肿瘤,这被认为是由癌症干细胞。所以我们仔细看看这些细胞。“
癌症干细胞中发现的分子开关
由Walter Birchmeier教授领导的研究人员确定了MLL1,该蛋白质调节干细胞基因在老鼠和人类中结肠癌细胞。在老鼠身上,研究小组能够通过基因触发肠道肿瘤的形成。然而,如果小鼠缺少Mll1基因,就不能诱发肿瘤。这似乎也是人类的情况:当Mll1被阻断时,富含癌症干细胞的人类结肠癌细胞培养物失去了一些干细胞特性,表现得不那么咄咄逼人。MDC小组与巴塞罗那IRB的Eduard Batlle教授和生物信息学家一起使用临床数据展示肿瘤患者的结肠癌患者的肿瘤具有较差的预后比含有小MLL1的肿瘤患者。
正如研究人员所说,Mll1是一种位于DNA上的酶,通过“表观遗传学”控制某些基因的表达。Grinat解释说:“它主要在癌症干细胞中发挥作用,在那里Wnt信号通路被强烈激活。”“这意味着,通过使其失去活性,我们可以专门治疗癌症干细胞。”
Wnt信号通路调控干细胞的自我更新和分裂。如果发生突变,触发更活跃的Wnt信号级联,受影响的干细胞会比健康的干细胞更具抵抗力。然后它们不受控制地繁殖并形成肿瘤。尽管化疗减缓了细胞分裂,但它也会增加癌症干细胞的选择压力:“它们对治疗产生抗药性,并形成新的肿瘤,由于突变,它们生长得更快,甚至更具攻击性,”朱利安·霍伯杰博士说。他解释说,这就是为什么了解癌症干细胞的调节机制特别重要的原因。这位博士后研究员也是这项研究的主要作者和负责人,目前在Charité - Universitätsmedizin Berlin医学部门的肝病学和胃肠病学部门工作。“通过Mll1,”他补充说,“我们发现了一种分子开关,它主要控制结肠癌中癌症干细胞的自我更新和分裂。”
希望和更有效的治疗
随着科学家用小鼠做的,遗传地“敲掉”基因,在人类中是不可能的。在小鼠中,可以随时间遵循癌症干细胞的形成,并且存在足够的干细胞可用于实验。然而,MII1可以用化学药物阻挡。已经为该研究开发了小分子,例如,抑制剂MI-2和MM-401,其与必需的MLL1复合物结合,从而灭活其功能。“了解这些分子工作的方式使我们能够开发和测试这些甚至更具临床生效的MLL1抑制剂,”Birchmeier说,谁是研究的最后作者。
肠道中的健康干细胞显然没有在这一过程中受阻。Birchmeier说:“我们能够在老鼠身上使用另一种系统,即唾液腺癌细胞,来证明Mll1只影响癌细胞而不影响健康的干细胞。”这也为其他类型的癌症的治疗提供了希望,因为动物模型显示头颈部肿瘤也有相同的阿喀琉斯之踵。“基于我们的小鼠研究,临床试验目前正在Düsseldorf大学医院进行,以评估使用Mll1抑制剂治疗头颈部肿瘤。”
如果他们成功,患有结肠癌的患者可以在未来用化疗和MLL1抑制剂进行治疗,即特异性阻碍癌症茎的治疗剂细胞。这增加了成功治疗的机会——即使是晚期结肠癌。
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