余棣华教授Cancer cell揭开癌症双面蛋白变身之谜

在分子遗传学的世界中也存在着“善与恶”并存的现象，其中一个例子就是转化生长因子β(TGF-β)。这一在早期癌症形成过程中抑制肿瘤进展的蛋白，在细胞一旦进入到癌变状态后实际上对癌症扩散起促进作用。TGF-β是在何时及如何将其功能角色从肿瘤抑制因子切换至转移促进因子的，是一个长期存在的谜题。

　　

生物通报道 《化身博士》（Dr. Jekyll and Mr. Hyde）是英国作家Robert Louis Stevenson在19世纪撰写的一部著名的小说。故事描述了在维多利亚时代，Jekyll博士为了探索人性的善恶，研究发明了一种特殊的新药，吃下去便会变成另一个自我，即Hyde先生。博士把自己所有的恶念全部赋予了野蛮残暴的Hyde。Jekyll博士行医多年，多行善事，名声极好，而Hyde则无恶不作，杀人害命。一场悲剧终于一发不可收拾，Jekyll博士无法摆脱Hyde，最后选择了自杀。这部小说引出了一个问题：“善与恶是否可以存在于同一人身上？”

而后来癌症研究人员发现，在分子遗传学的世界中也存在这种“善与恶”并存的现象。其中一个例子就是转化生长因子β(TGF-β)，这一在早期癌症形成过程中抑制肿瘤进展的蛋白，在细胞一旦进入到癌变状态后实际上对癌症扩散起促进作用（延伸阅读：Cell子刊揭示癌症双面蛋白 ）。TGF-β是在何时及如何将其功能角色从肿瘤抑制因子切换至转移促进因子的，是一个长期存在的谜题。现在，来自德克萨斯大学MD安德森癌症中心的科学家们确信他们已经找到了答案。

领导这一研究的是著名华人科学家、德克萨斯大学MD安德森癌症中心分子和细胞肿瘤学部副主任余棣华（Dihua Yu）教授。

在这项研究中，余教授证实另一种叫做14-3-3ζ的蛋白可通过改变SMAD的伴侣蛋白，将TGF-β从在癌前细胞中抑制肿瘤切换至在乳腺癌细胞中促进转移——扩散至骨骼。

余棣华教授将研究结果发布在本月的《癌细胞》（Cancer Cell）杂志上。

余棣华说：“TGF-β扮演了双重角色，其既在正常和癌变前细胞中充当了肿瘤抑制因子，也在晚期癌症中发挥了转移促进因子作用。然而TGF-β切换其角色的分子机制长期以来却是癌症研究人员的一个未解之谜。”

余棣华和她的研究小组通过解释14-3-3ζ导致重要蛋白p53失稳定，随后关闭TGF-β肿瘤抑制能力的机制，在某种程度上有可能为解开这一谜题提供了一把钥匙。此外，它也通过稳定另一种蛋白GLi2促进了癌症骨转移。

“已知TGF-β在癌症中起至关重要的作用，促使科研人员付诸了极大的努力来开发可用于抗癌治疗的TGF-β抑制剂。然而在抑制肿瘤进展的同时又可充当癌症转移的跳板，TGF-β的这一倾向成为了开发抗TGF-β疗法的一个主要障碍。我们开发出了一种模型，提出TGF-β的复杂特性或许受到SMAD伴侣蛋白的细胞效应的支配。”

SMAD蛋白帮助调控了一些特异基因的活性以及细胞生长和分裂。事实上，它们将来自细胞外的TGF-β信号传送到细胞核中，影响了细胞如何生成其他的蛋白。SMAD通过与p53蛋白合伙在癌变前细胞中抑制肿瘤，并帮助GLi2蛋白促进癌症骨转移由此赋予了TGF-β善恶特性。

更好地定义蛋白质的这种分子搅拌缸 (Mixing Bowl)或许可促成一些新的疗法，以更有效地方式来靶向TGF-β在癌症中的关键作用。
 
“由于TGF-β在各种生理功能中起着重要的作用，让我们看看如何开发出一个更特异性的药物来选择性靶向癌症中的TGF-β，在癌变前细胞中阻止其引发转移能力的同时维持它的肿瘤抑制能力，这至关重要，”余棣华说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

14-3-3ζ Turns TGF-β’s Function from Tumor Suppressor to Metastasis Promoter in Breast Cancer by Contextual Changes of Smad Partners from p53 to Gli2

Transforming growth factor β (TGF-β) functions as a tumor suppressor in premalignant cells but as a metastasis promoter in cancer cells. The dichotomous functions of TGF-β are proposed to be dictated by different partners of its downstream effector Smads. However, the mechanism for the contextual changes of Smad partners remained undefined. Here, we demonstrate that 14-3-3ζ destabilizes p53, a Smad partner in premalignant mammary epithelial cells, by downregulating 14-3-3σ, thus turning off TGF-β’s tumor suppression function. Conversely, 14-3-3ζ stabilizes Gli2 in breast cancer cells, and Gli2 partners with Smads to activate PTHrP and promote TGF-β-induced bone metastasis. The 14-3-3ζ-driven contextual changes of Smad partners from p53 to Gli2 may serve as biomarkers and therapeutic targets of TGF-β-mediated cancer progression.