Oncogene：致命乳腺癌复发的潜在原因

北卡罗来纳大学的研究者发表在最近的Oncogene杂志上的一项研究发现，Engrailed 1蛋白使得一些最具侵略性和致命性的乳腺癌细胞能够抵抗化疗。他们通过实验发现，新的合成多肽或干扰肽，能使高抵抗力的基底样乳腺癌细胞发生有效和有选择性的细胞凋亡。这些多肽能够为抗击那些没有成功的打靶治疗可用的肿瘤，提供另一种全新的治疗策略。

　　

生物通报道：北卡罗来纳大学（UNC）医学院的研究者，发现了为什么一些最具侵略性和致命性的乳腺癌细胞能够抵抗化疗，他们研发了克服这种抵抗力的方法。药理学系的助理教授Adriana S. Beltran博士发现，Engrailed 1蛋白在基底细胞样癌中过表达，她在实验室设计了一个氨基酸链来关闭这个蛋白，杀死基底细胞样肿瘤。

这项研究发表在最近的Oncogene杂志上，Beltran是本文的第一作者，她称：“基底细胞样乳腺癌患者，经常在开始时对化疗反应良好，但是这些患者普遍都会复发，甚至病情会更加严重。我们认为，复发是由一小部分具有干细胞特性的癌细胞引起的，这种特性使它们能够在化疗后存活下来。在这些细胞中，我们已经鉴定了Engrailed 1的过表达。”

Beltran和她的同事——UNC药理学家Lee Graves博士和UNC前药理学家Pilar Blancafort博士发现，Engrailed 1没有参与引起肿瘤生长的细胞快速增殖，也没有在管腔内肿瘤——乳腺癌的最常见形式——中出现。这个罪魁祸首的蛋白仅出现在基底细胞样乳腺癌中。

事实上，Engrailed 1通常局限于大脑，在那里它保护神经元免于细胞死亡，帮助维持它们的正常活动。如果脑部缺乏这个蛋白，那么就被认为与帕金森氏病的开始有关。但是Engrailed 1在乳腺组织内没有已知的功能。

Beltran说：“我们认为，Engrailed 1给予乳腺癌细胞保护性的特征，这些特征跟在长命的神经元中观察到的特征相似。这也许能解释在我们实验中，为什么这些细胞在化疗后存活，对化疗变的有抵抗力。”

研究者在一系列用来寻找在基底样细胞（而非管腔乳腺癌细胞）中高度表达的基因的实验设计中，发现了Engrailed 1。他们发现，Engrailed 1在从炎性乳腺癌分离的细胞系中表达最高。与UNC迈克尔胡克蛋白组学中心合作，Beltran和同事们也确定，Engrailed 1与EPRS基因有关，这个基因能表达一种酶控制信使RNA和蛋白合成，尤其是跟炎症有关的蛋白。Beltran 说：“炎症与癌症的发展有关，对我们来说最有趣的是，Engrailed 1能够单独控制促进更具侵略性癌症的炎症反应。”

为什么Engrailed 1出现在乳腺癌组织中，仍然是一个谜团。Beltran 说：“自然似乎总是会发现一种方法。癌细胞是自然的一部分，自然中的任何事物都在努力生存。”

但是，Beltran和她的同事们已经发现一种阻止Engrailed 1的方法。在对Engrailed 1如何结合到DNA和其它蛋白进行研究之后，研究者制造了一个合成肽——一个氨基酸链，这个合成肽能扼杀Engrailed 1的粘合力。在细胞系中——不是在动物和患者中，Beltran和她的同事利用他们的合成肽破坏Engrailed 1与其蛋白伴侣和DNA的结合。

Beltran 称：“癌细胞需要Engrailed 1来存活。合成肽破坏了Engrailed 1的所有相互作用，因此Engrailed 1不能执行其功能，从而引起癌细胞的快速细胞坏死。现在我们的目标是，在动物模型中验证我们的结果。”如果Engrailed 1真的如我们这项基础研究中所示，确实对基底样细胞转移非常关键，那么我们可以开发一种药物来抗击一部分最致命乳腺癌的复发。（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Novel role of Engrailed 1 as a prosurvival transcription factor in basal-like breast cancer and engineering of interference peptides block its oncogenic function
Abstract：Basal-like breast tumors are aggressive cancers associated with high proliferation and metastasis. Chemotherapy is currently the only treatment option; however, resistance often occurs resulting in recurrence and patient death. Some extremely aggressive cancers are also associated with hypoxia, inflammation and high leukocyte infiltration. Herein, we discovered that the neural-specific transcription factor, Engrailed 1 (EN1), is exclusively overexpressed in these tumors. Short hairpin RNA (shRNA)-mediated knockdown of EN1 triggered potent and selective cell death. In contrast, ectopic overexpression of EN1 in normal cells activated survival pathways and conferred resistance to chemotherapeutic agents. Exogenous expression of EN1 cDNA reprogrammed the breast epithelial cells toward a long-lived, neural-like phenotype displaying dopaminergic markers. Gene expression microarrays demonstrated that the EN1 cDNA altered transcription of a high number of inflammatory molecules, notably chemokines and chemokine receptors, which could mediate prosurvival pathways. To block EN1 function, we engineered synthetic interference peptides (iPeps) comprising the EN1-specific sequences that mediate essential protein-protein interactions necessary for EN1 function and an N-terminal cell-penetrating peptide/nuclear localization sequence. These EN1-iPeps rapidly mediated a strong apoptotic response in tumor cells overexpressing EN1, with no toxicity to normal or non EN1-expressing cells. Delivery of EN1-iPeps into basal-like cancer cells significantly decreased the fifty percent inhibitory concentrations (IC50) of chemotherapeutic drugs routinely used to treat breast cancer. Lastly, matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry and immunoprecipitation assays demonstrated that EN1-iPeps captured targets involved in transcriptional and post-transcriptional regulation. Importantly, the EN1-iPeps bound the glutamyl-prolyl tRNA synthetase (EPRS) target, which has been associated with the transcript-specific translational control of inflammatory proteins and activation of amino-acid stress pathways. This work unveils EN1 as an activator of intrinsic inflammatory pathways associated with prosurvival in basal-like breast cancer. We further build upon these results and describe the engineering of iPeps targeting EN1 (EN1-iPeps) as a novel and selective therapeutic strategy to combat these lethal forms of breast cancer.