PNAS揭示失灵的癌基因“刹车”

　　

生物通报道  来自匹兹堡大学医学院的研究人员在一项新研究中证实，在头颈部癌中一种重要的癌基因活性增高是由于本应该抑制该基因的一些调控蛋白发生突变及功能异常所导致。这些研究结果在线发表在《美国科学院院刊》（PNAS）杂志上，为治疗头颈部癌以及其他的癌症提供了一个新的药物靶点。

论文的资深作者、匹兹堡大学医学院耳鼻咽喉科学教授、匹兹堡大学癌症研究所(UPCI)头颈部项目主管Jennifer Grandis博士说，许多的研究小组曾发现，在不同类型的癌症中一种称之为信号转导及转录激活蛋白3（Signal Transducer and Activator of Transcription 3，STAT3）的蛋白活化及信号转导增强，且它与不良预后相关。在成人组织中，STAT3触发了其他一些蛋白质生成，促进了癌细胞生长和存活。

Grandis 博士说：“直到现在，STAT3为何会过度活化这一问题仍未得到解答。我们的研究结果揭示了这种异常活性可能的一种机制，有可能帮助我们研发出新的抗癌药物。”

注意到头颈部癌中很少发生STAT3基因变异后，她和同事们开始寻找与STAT3活性增高相关的其他的蛋白突变。要想让STAT3激活，首先必须要将磷酸基团添加到STAT3上使之磷酸化。许多的抗癌药物就是通过抑制促进这一过程的激酶来发挥作用。该研究小组转而将焦点放到了生物化学跷跷板的另一端：通过移除磷酸盐使得蛋白失活的磷酸酶上。

令研究人员吃惊的是，她们发现STAT3增高的头颈部癌症与PTPR基因家族编码的受体蛋白酪氨酸磷酸酶突变有关。当她们在计算和实验室模型中再现这些突变时，她们看到导致了这些酶的功能异常。

Grandis博士说：“由于磷酸酶没有正常地发挥作用，没有正确地从STAT3移除磷酸基团，使得STAT3停留在激活状态。这些突变实质上是除去了有可能减慢或甚至是阻止癌症形成的刹车。”

她补充说，或许有一天能够筛查肿瘤的PTPR基因家族突变，然后用抑制STAT3活性的药物来治疗它们。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Frequent mutation of receptor protein tyrosine phosphatases provides a mechanism for STAT3 hyperactivation in head and neck cancer

The underpinnings of STAT3 hyperphosphorylation resulting in enhanced signaling and cancer progression are incompletely understood. Loss-of-function mutations of enzymes that dephosphorylate STAT3, such as receptor protein tyrosine phosphatases, which are encoded by the PTPR gene family, represent a plausible mechanism of STAT3 hyperactivation. We analyzed whole exome sequencing (n = 374) and reverse-phase protein array data (n = 212) from head and neck squamous cell carcinomas (HNSCCs). PTPR mutations are most common and are associated with significantly increased phospho-STAT3 expression in HNSCC tumors. Expression of receptor-like protein tyrosine phosphatase T (PTPRT) mutant proteins induces STAT3 phosphorylation and cell survival, consistent with a “driver” phenotype. Computational modeling reveals functional consequences of PTPRT mutations on phospho-tyrosine–substrate interactions. A high mutation rate (30%) of PTPRs was found in HNSCC and 14 other solid tumors, suggesting that PTPR alterations, in particular PTPRT mutations, may define a subset of patients where STAT3 pathway inhibitors hold particular promise as effective therapeutic agents.