癌症细胞筛选揭示重要癌靶标基因

　　

生物通报道：来自哈佛医学院（HMS）和麻省总医院（HMS）的研究人员在乳腺癌、肝癌和其他种类的癌症中发现了一种具有潜在促癌作用（cancer-promoting）的基因。他们发现这种YAP基因可以转化人乳腺上皮细胞，为理解一种首先在果蝇中发现的细胞生长新调控通路，是怎样在人类癌症扮演重要角色的问题打开了大门。该研究工作发表在8月8日的PNAS的网络版上，并将出版在8月15日的印刷版上。

“我们在乳腺癌细胞中筛选与肿瘤发生相关的DNA。确定这些潜在导致癌症发生的新基因，对研究正常细胞转化成为癌细胞的新途径来说至关重要。”该文章的高级作者，来自HMS 和MGH的教授Daniel Haber博士说。该研究由Haber博士实验室和HMS细胞生物学系Joan Brugge教授领导的实验室共同完成。

通过在BRCA1/p53基因缺失小鼠模型中进行的乳腺肿瘤的微阵列分析，Haber博士领导的研究小组发现在小鼠乳腺肿瘤中扩增的DNA区域仅仅包含一种已知基因——YAP。

“在一些人类肿瘤细胞中也发现了相似的DNA扩增区域，但这些区域通常包含了其他一些促进细胞生存的已知基因。” Haber说，“因此，关于YAP基因是否在这些癌症中起作用的问题在很大程度上受到了忽视。我们发现排除这些扩增的DNA区域中的其它基因，我们能够专注于YAP作为候选研究对象的工作中。”

YAP基因在文献中首先是在果蝇实验中引起人们的注意，果蝇中的YAP基因，又称为Yorkie (Yki)，作用是促进细胞分裂和细胞生存，并受其它几个基因调控，如：Hippo (Hpo), Salvador (Sav), Warts (Wts), 和Mats。这些调控途径上游基因中任何一个发生变异或者Yki基因的过量表达将会引起果蝇眼睛或者翅膀细胞的过量生长。这种促进细胞分裂和细胞生存的作用的偶联是唯一的——其它能促进细胞分裂的基因如Myc，却会促进细胞的死亡。

“在癌症模型中用汽车来比喻癌症形成，Myc基因就像用汽油驱使汽车前进一样，驱动细胞分裂，但同时又能对细胞分裂轻微‘刹车’，所以当细胞分裂中出现错误的时候，细胞分裂之‘车’能够很快的停下来——通过清除细胞或者细胞死亡。”来自HMS细胞生物学系的研究伙伴，该文章的第一作者Michael Overholtzer博士说，“而Yki基因的活化，就像汽油驱动汽车前进的同时使刹车闸失效。这种作用对于癌症细胞生长来说求之不得。因此，这些发现于果蝇的基因：Yki (YAP), Hpo, Sav, Wts, 和 Mats，虽然很多是首先在果蝇中被发现的，却可能是控制着人类癌症的新途径的发生。

对YAP基因功能的早期研究结果并不支持它是一种人类致癌基因的说法，这是由于它的过量表达事实上促进细胞死亡而不是促进细胞存活。然而，由于在小鼠乳腺瘤中发现了YAP基因的扩增，Overholtzer和他的同事们决定在Brugge实验室开发的3D乳腺培养模型中进行YAP功能的研究。
利用这种模型，他们在三维的蛋白矩阵而不是二维矩阵上培养细胞，使得培养的乳腺细胞的生长具有人类乳腺相似的架构。
利用三维培养，研究者们能够证明YAP基因的过量表达戏剧性的改变了细胞侵入蛋白矩阵的行为。这种入侵行为正常情况下都与强烈促癌基因相关。研究者进一步表明，在3D培养和其它的分析实验中，YAP的过量表达既能激活细胞的生长又能抑制细胞的死亡。

此外，在实验室的研究中，YAP的过量表达能够将非癌的乳腺细胞转化成为癌细胞，这是通过YAP表达的细胞在软琼脂上生长——一种衡量癌症潜能的实验证明。与Overholtzer和他的同事的工作进行的同时，冷泉港的Scott Lowe博士的实验室证明了在一种小鼠模型中，YAP的过量表达可以导致肝癌的发生。(Cancer Cell, July 2006)。这表明YAP基因确实是一种新致癌基因。
“我们下一步想要知道的是YAP基因在人类细胞中是怎样受Hpo-Sav-Wts通路所控制的”，Overholtzer说。“虽然我们在小鼠乳腺瘤中发现了YAP基因的扩增，但实际上YAP扩增子（amplicon）在人类癌症中普遍存在，例如肺癌、胰腺癌、卵巢癌和其他癌症中。因此YAP基因可能在许多癌症的发生中起着重要的作用。
（生物通记者专稿）