新靶點可有效抑制神母腫瘤生長,有助於提高神母治療效果

向日葵志願者:

2018年5月份,著名醫學雜誌《新英格蘭醫學雜誌》刊發了一篇評論,文章報道了一種可能有助於提高神經母細胞瘤治療效果的新發現。

(一)

神母複發率接近50%

神經母細胞瘤(Neuroblastoma)是兒童顱腦外常見的惡性實體腫瘤,佔所有兒童腫瘤的10%左右,發病率僅次於中樞神經系統腫瘤和白血病,患者多為5歲以下。

根據美國、臺灣和日本的發病率推測,中國19歲以下兒童及青少年的神經母細胞瘤發病率大致在每百萬人5~9例,即中國每年的神經母細胞瘤新增患者在1600~2900人之間。

該病早期臨床症狀不明顯,發病部位隱匿,腫瘤生長迅速,惡性程度高,容易轉移,確診時多為中晚期,而且容易漏診和誤診。

1歲以上的患兒更有轉移早、預後差等特點。治療方案根據分期不同,會結合化療、手術與放療。

對於一些高風險患兒(年齡超過18個月,且已發生腫瘤轉移),腫瘤複發率接近50%。因此,神經母細胞瘤患兒急需新的藥物和治療方法。

(二)

在基因組水平上,高風險神經母細胞瘤的發病原因主要包括基因拷貝數的改變節段性染色體畸變。高風險神經母細胞瘤中MYCN基因常表現出拷貝數增加,約三分之一的病人MYCN基因都存在擴增現象。

基因突變在神經母細胞瘤中並不常見,目前已知的突變多數出現在與表觀遺傳功能相關的基因中(例如ATRX, ARID1A和ARID1B)。因此,研究者對神經母細胞瘤的表觀遺傳修飾進行了臨床前研究。

什麼是表觀遺傳修飾呢?

大家都知道,每個人身體裡所有正常細胞的DNA序列都是一樣的,然而,雖然DNA序列都是一樣的,但基因的表達是一個非常複雜的過程,DNA是緊緊纏繞在許多被稱為組蛋白的功能單位上。

基因轉錄時,DNA片段首先要從組蛋白上鬆脫,要實現DNA的鬆脫,組蛋白尾巴上的一個或多個賴氨酸上被甲基化是一種重要的方式。

新靶點可有效抑制神母腫瘤生長,有助於提高神母治療效果

DNA纏繞在組蛋白上

新靶點可有效抑制神母腫瘤生長,有助於提高神母治療效果

組蛋白上的甲基化修飾

在人體中,有些蛋白質負責給組蛋白尾巴添加甲基,例如EZH2,而另一些蛋白質會做相反的修飾,即去掉組蛋白尾巴上的甲基,例如UTX和JMJD3。兩種蛋白的作用相互制約,會達到動態的平衡。

新靶點可有效抑制神母腫瘤生長,有助於提高神母治療效果

甲基化與去甲基化的動態平衡

2012年,葛蘭素史克(GSK)公司的科學家發明了一個新化合物GSK-J4,它能抑制UTX和JMJD3兩種酶的功能,從而

阻礙H3組蛋白上27號賴氨酸上甲基化的清除。

2018年,美國科學家Lochmann及同事發現,在800種癌症細胞中加入GSK-J4後,多種神經母細胞瘤細胞的活力明顯降低,其中既包括MYCN數量正常的癌細胞類型,也包括了MYCN基因拷貝數增加的癌細胞類型。

隨後,他們將GSK-J4注射給移植了神經母細胞瘤的小鼠,發現相比沒有注射GSK-J4的帶瘤小鼠,腫瘤明顯縮小,而小鼠體重沒有明顯變化。

這是一個讓人驚喜的發現,神經母細胞瘤的細胞生長被抑制了

那麼細胞中具體發生了哪些變化呢?首先,H3K27甲基化程度提高了,這符合預期;另外,細胞中的RNA種類也發生了變化,這應該和H3K27甲基化程度提高相關。

同時,GSK-J4能降低MYCN基因的表達

,對MYCN基因擴增的細胞系和非MYCN基因擴增細胞系均有效果。

該團隊還分別將GSK-J4和RA(維甲酸,能促進癌細胞分化),Venetoclax(能促進癌細胞凋亡)聯合用藥來對付神經母細胞瘤細胞,結果顯示,聯合用藥能顯著提升抑制癌細胞的能力。

GSK-J4對其他神經母細胞瘤細胞亞群(如ATRX、ARID1A和ARID1B突變或MYC蛋白表達增加的腫瘤病人)是否有效,還有待進一步研究。

目前,GSK-J4尚未被用於臨床實驗,這篇文章不僅發現抑制H3K27去甲基化可能用於治療高風險神經母細胞瘤,也提示臨床科學家在研究神經母細胞瘤是值得關注H3K27甲基化程度這一指標。

參考文獻:

https://en.wikipedia.org/wiki/Epigenetics

https://mmbr.asm.org/content/75/2/301

DuBois, S. G. & Park, J. R.Neuroblastoma and Histone Demethylation. N. Engl. J. Med. 379,1476–1477 (2018).

新靶點可有效抑制神母腫瘤生長,有助於提高神母治療效果

向大家介紹本期的兩位志願者,謝謝他們的辛苦工作!

新靶點可有效抑制神母腫瘤生長,有助於提高神母治療效果

白亮

白亮,中科院生物學博士剛畢業。八年來一直從事寄生蟲和媒介昆蟲的研究,但是其實更想從事腫瘤學,當看到越來越多的人遭受癌症的折磨,深感無力。尤其是看到不少兒童癌症的時候,作為一位父親,非常渴望能為患病兒童做些力所能及的事情。

向日葵兒童給了我這樣一個機會,能更加深入地瞭解兒童癌症的現狀,很慶幸有這樣一個機會為廣大患病兒童做一些癌症最新進展的編譯,為大家提供最新的信息,讓大家看到更多的希望。

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高振霆

高振霆,在企業從事藥物研發。“菠蘿是我的同事?”當我第一次讀到他的文章時,我有點兒自豪,原來我們公司還有人寫科普啊。“菠蘿辭職回到中國了”,為什麼?原來他決心專心做醫學科普了。

利用自己的知識,我也可以出一份力。於是我加入了向日葵志願者隊伍。吸引我參加這次志願活動主要有三個原因,第一、對報道中提到的蛋白質比較熟悉;第二、關於“神經母細胞瘤”和“神經膠質瘤”,我不太瞭解,要多學習;第三,希望能為患者提供幫助。

翻譯過程中,我發現一些概念僅靠文字描述不好理解,所以就配上了更加形象的圖片,幫助大家理解。文章中報道的化合物雖然還不能作為藥物,但足以為相關藥物研究提供靈感,為更好地治療神經母細胞瘤帶來了希望。


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