《Cell》抗癌藥開發再突破! 哥倫比亞大學揪出跨癌種共同標靶「主調節蛋白」

2021/01/14
《Cell》抗癌藥開發再突破! 哥倫比亞大學揪出跨癌種共同標靶「主調節蛋白」
近(11)日,美國哥倫比亞大學(University of Columbia)的科學家,透過針對一萬名癌症患者的大型分析,發現20種癌種中共通的407個「主調節蛋白」(master regulator

編譯/巫芝岳

(11)日,美國哥倫比亞大學(University of Columbia)的科學家,透過針對一萬名癌症患者的大型分析,發現20種癌種中共通的407個「主調節蛋白」(master regulator protein)。相較於針對少數人特有的基因突變開發抗癌藥,這些關鍵蛋白質的發現,有望成為能一次治療多數癌症患者的藥物標靶。該研究發表於期刊《Cell》。

「主調節蛋白」是一種在細胞調控網路中,存在於「節點」位置的關鍵轉錄因子或訊號蛋白,且許多都是決定細胞存亡的關鍵。目前針對主調節蛋白的研究,僅在幾種特定癌種中確認,但這項研究則進一步透過美國國家癌症研究所基因資料庫的9,738個樣本,找出了廣泛存在於20種癌種的主調節蛋白。

能分析如此大量樣本的關鍵,在於研究人員使用一套稱為「多體學主調節劑分析」(Multi-Omics Master-Regulator Analysis, MOMA)的演算法,運用數學演算法和物理學相關方法,對生物細胞的分子交互作用進行建模,以了解在近一萬的癌症患者樣本中,基因突變如何影響疾病活動。

該分析確定了407種跨各癌種的主調節蛋白,並發現他們僅為24個獨特且高度相關的模組,稱為「主調節區塊」(MR-Block)。每個MR-Block內包含少數幾個主調節蛋白,會協同工作來控制癌細胞行為,例如:「MR-Block:2」是最具侵略性的癌症中,最頻繁活化的區域,調控細胞生長、DNA修復、細胞分裂等作用;「MR-Block:24」則和發炎反應與免疫反應有關。

領導此研究的哥倫比亞大學系統生物學教授Andrea Califano表示,對細胞進行建模後,就能容易識別出最終由基突變基因所產生的異常訊號,會收斂為為哪些產物組成,且這些組成並非單一突變,而是代表了癌細胞最普遍的弱點。

Califano表示,在當代的「個人化醫學」中,我們一直試圖找出患者身上特定的基因突變,或是更糟糕的,這些突變又觸發了個人化的疾病,然而,他們的研究顯示,或許只需要幾十種以主調節蛋白為標靶的藥物,就能夠有效控制疾病。

因此,癌症藥物治療的標靶,與其鎖定少數患者具有的突變基因,不如尋找可能存在於更大比例患者體內的主調節蛋白作為標靶,更能擴大治療反應。

Califano也指出,不過目前仍幾乎沒有專門針對MR-Block開發的藥物,但其實驗室也開發了演算法,來評估現有藥物對於抑制或活化單一MR-Block的技術,例如他們已發現,有四項FDA批准或實驗中的藥物,可活化前列腺癌中的「MR-Block:14」,從而降低細胞轉移的能力。未來,他們也將持續針對該領域進行藥物研究。

參考資料:

1.論文原文:https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(20)31617-2.pdf

2.https://www.news-medical.net/news/20210111/Master-Regulator-proteins-control-cancer-transcriptional-identity.aspx