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突变就是癌细胞的萧何。癌细胞的发生需要突变,正是突变的积累才产生癌症;可是癌症细胞也有自己的底线:突变必须在自己的可控范围之内,否则癌细胞也会死掉——放疗,化疗都是通过产生大量的突变才导致癌细胞死亡的。因此,癌细胞的生存之道在于适量的突变。
一般来说,我们了解的癌细胞的适量突变来自于DNA的损伤。BRCA1是一个DNA损伤修复蛋白,一旦它发生变化,功能丧失,那么DNA损伤就不大容易被修复,突变就会积累,从而导致癌症发生。DNA由自由的脱氧核苷酸作为原料合成,所以,自由脱氧核苷酸,也就是dNTPs,一旦发生损伤,也能作为突变的来源。不过,机体对损伤的DNA和损伤的dNTPs的态度是不同的:对损伤的DNA,我们倾向于修复;对损伤的dNTPs,我们就干脆不用它来生产DNA了。就好像一段铺好的铁轨,一旦有了问题,我们倾向于修复,继续使用;可是,当我们准备铺新的铁路时,看到不好的钢材或者枕木,我们就直接把它抛弃不用比较省事。所以生物体内虽然没有直接修复损伤dNTPs(也许有,但我不知道)的蛋白,但是却有防止损伤的dNTPs合成DNA的蛋白,比如MTH1。癌细胞维持适量的突变的中庸之道决定了它们对DNA损伤修复和dNTPs掺入的需求:癌细胞希望DNA损伤的发生,因此,癌细胞喜欢BRCA1突变;癌细胞不希望太多的DNA损伤,因此,癌细胞又依赖MTH1来维持基因组的健康。癌细胞就像起义的领袖,不希望自己被同样的方式颠覆,一旦得到天下,迅速清除更多突变的苗头。从这个意义上说,癌细胞对“维稳”的要求更高。有趣的是,MTH1反而是在癌细胞中表达更高,这也反映了癌细胞不喜欢更多的突变。
凡是我们赖以成功的,也常常是导致我们的失败。有些癌细胞需要BRCA1来产生突变,所以,这些癌细胞就会依赖BRCA1,这被称为癌细胞的成瘾性。那么,癌细胞对MTH1的需求,是不是也会导致另一种意义上的成瘾性?
事实证明确实如此。癌细胞喜欢BRCA1突变,我们就不让它突变;癌细胞喜欢MTH1正常,我们就让它不正常。通过使用MTH1的抑制剂,科学家们发现包括U2OS在内的很多癌细胞都被杀死,而正常细胞因为没有这种依赖性,受到的影响很小。
[1]MTH1 inhibitioneradicates cancer by preventing sanitation of the dNTP pool. Nature 508, 215–221(10 April 2014) doi:10.1038/nature13181.
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