寻找治癌策略,捧起科学圣杯——EuroDYNA会议成果

【字体: 时间:2006年11月23日 来源:生物通

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  生物通报道:攻克现代社会的瘟疫——癌症,无啻于捧起科学圣杯。最近,在捷克斯洛伐克布尔诺举行的EuroDYNA会议上,来自欧洲各国的生物学家济济一堂,交流他们在遗传学和细胞核结构研究中的心得。对肌体构造更深入了解,有助于弄清人类疾病。

  

生物通报道:攻克现代社会的瘟疫——癌症,无啻于捧起科学圣杯。最近,在捷克斯洛伐克布尔诺举行的EuroDYNA会议上,来自欧洲各国的生物学家济济一堂,交流他们在遗传学和细胞核结构研究中的心得。对肌体构造更深入了解,有助于弄清人类疾病。

DNA损伤研究

来自丹麦癌症协会的Jiri Bartek,通过研究DNA损伤引起的细胞反应,对癌症的发生有了更进一步了解。哥本哈根小组利用UV激光损伤肿瘤细胞的DNA链,然后对细胞各种检验点(checkpoints)直接检测。

细胞分裂前首先要复制遗传物质。基因组复制和分裂不出现差错的话,细胞不会发展为肿瘤。为了监测遗传物质出现的差错,细胞进化出一种减慢/阻止细胞分裂的机制,即所谓的细胞周期检验点(cell-cycle checkpoints),促进DNA修复,消除损伤,或者启动危险细胞的自我毁灭程序。面对DNA损伤,细胞自身的生死抉择不仅关系每个细胞的命运,而且关系到致命性疾病,如癌症对整个有机体的威胁。

处于肿瘤前状态的细胞,整个检验点网络都被激活,系统通过细胞衰老程序(cellular senescence)结束细胞命运,或者抑制细胞分裂。另一方面,DNA损伤反应机制发生缺陷,或者出现检验点适应(checkpoint adaptation,生物通编者译:细胞长期、不可撤销地停滞),细胞有可能逃脱DNA损伤强加的封锁过度繁殖,发展为肿瘤。

Bartek及其同事发现,如果添加一种叫做Chk1激酶的抑制剂,会终止细胞周期G2期检验点(一种在肿瘤中受到抑制的机制),将细胞生-死之前的平衡向死亡一方偏移。这种策略有助于在接受DNA损伤的放疗或者化疗时,通过除去病态细胞(sick cells)使癌细胞变得敏感。尽管离治愈癌症还有一段距离,但这对于将来的癌症研究有提示作用。

研究小组对DNA损伤引起的修复反应途径也作了深入研究,发现大批蛋白快速聚集到受损位点内部或者周围。当修复蛋白不能完全修复DNA损伤时,损伤有可能引发突变,最终导致细胞癌变。Bartek 说:“如果我们能够弄清这些预防性蛋白的功能,我们就能掌握癌症发生的机制,更好地预防、治疗癌症。”

弄清途径

维也纳大学Max F. Perutz实验室Pavel Kovarik,将个体疾病反应途径(individual disease response)研究更深入一步。Kovarik主要研究受应激/干扰素(stress or interferon)调节的,并与免疫反应相关的两种信号途径。尽管两种信号途径可以被单一刺激激活,但在肌体抵御病原体或者肿瘤时,只有两种途径同时作用于基因,才能引发免疫反应。压力和干扰素的位置和作用引起染色体重塑(DNA 损伤)和细胞核结构发生变化,我们已知的基因表达规则将会改变。了解这些为治疗癌症开启了一扇新的大门。

检测放射性

EuroDYNA会议强调,现在的DNA损伤反应研究仍停留于表面,但是仍然有新的可喜成就,比如慕尼黑大学Anna Friedl等发明的离子微光束(ion microbeam)。

“我们想知道离子束会扰乱哪些成分,以及细胞对这些紊乱的反应如何,以便进一步了解离子放射引发癌症或者细胞死亡的机制。目前人们认为不止是DNA损伤和突变,外在的干扰,比如染色体结构改变都会影响基因表达,” Friedl说,“从1999年开始我们考虑利用离子微光束,花了很长时间筹备。”

Friedl通过利用不同速度的离子束,转化穿过底物的能量水平,引发非常精确的双链DNA断裂,靶标也可以是单一细胞甚至亚细胞区域。紫外激光价格低廉,使用方便,而且是真实的离子辐射。

实际上,对人体造成伤害的不是紫外激光,而是离子辐射(背景、医疗器械等)都是不可避免得。Friedl的工作使观察离子辐射对单一细胞效果的细节成为可能,有助于癌症的放疗研究。

Friedl 说:“另一个闪光点是胞间信息传递。是否被辐射损伤的细胞会向未被损伤的细胞传递信号,改变这些细胞的行为?” Friedl的工作是初步的,但是他们已经发现了第一个抑制受损染色体运动所需的基因产物(Mdc1)。如果受损染色体在细胞核内运动的话,DNA断裂的风险可能会更大,而且染色体异常的频率也会上升。

总结会议成就,很明显,泛欧洲协作(pan-Europeancollaboration)是此研究领域的催化剂。Friedl 在解释其项目时说:“不要忘记,这种项目需要核物理学家、细胞生物学家和放射生物学家的密切合作。”(生物通记者 小粥)


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