熟悉癌癥的人恐怕沒(méi)有人沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)p53基因了。它是與癌癥聯(lián)系最緊密的基因,在所有人類(lèi)腫瘤中,超過(guò)50%都發(fā)生了p53突變。[1]
遺憾的是,現在我們卻對p53突變毫無(wú)辦法,目前還沒(méi)有一款針對這個(gè)突變的藥物獲批。
但是,功夫不負有心人,科學(xué)家終究還是在p53基因的下游找到了對付它的辦法。
最近,哥倫比亞大學(xué)的CarolPrives教授領(lǐng)導的研究團隊,找到了一條由p53基因控制的信號通路——甲羥戊酸途徑。當p53基因發(fā)生突變而功能缺失時(shí),甲羥戊酸途徑便會(huì )失去控制了,會(huì )增加肝癌的發(fā)病風(fēng)險。
而科學(xué)家還驚喜的發(fā)現,目前一款被廣泛使用的降脂明星藥物——他汀,正是靶向這條甲羥戊酸途徑的,并且證實(shí)阿伐他汀治療癌癥確實(shí)有效。這項研究成果發(fā)表在國際頂級期刊《細胞》上。[2]
p53基因突變之所以與癌癥如此緊密,是因為它的功能實(shí)在太重要了。
事實(shí)上,p53基因是人體的守護神,它具有引發(fā)細胞周期阻滯、DNA修復、細胞凋亡等過(guò)程的功能,這些過(guò)程是防止癌癥發(fā)生的重要手段。[3]
此外,p53基因在衰老、血管生成、自噬、代謝調控中發(fā)揮著(zhù)重要作用,這些過(guò)程也與癌癥有關(guān)。[3]
p53基因所參與的生物過(guò)程
而一旦這個(gè)守護神出了意外(突變),出現了功能缺失,那問(wèn)題就大了。
因為是功能缺失突變,現在還沒(méi)有很好的辦法來(lái)彌補其缺位。
既然針對p53突變本身不好下手,科學(xué)家就將目光轉向了p53基因所控制的下游。
2012年,CarolPrives教授團隊發(fā)表在Cell上的一項研究指出,在p53突變的乳腺癌細胞中,很多與甲羥戊酸途徑相關(guān)基因表達被上調了。[4]
2016年,NatureReviewsCancer上的一篇綜述詳細總結了甲羥戊酸途徑與腫瘤的關(guān)系,并指出激活這條通路可能可以促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。[5]
而這條代謝途徑的主要產(chǎn)物就是甾醇類(lèi)物質(zhì),如大家熟悉的膽固醇,以及非甾醇類(lèi)異戊二烯。
高膽固醇是引起高血脂的主要原因之一,會(huì )引發(fā)諸多心血管疾病。[6]
他汀是一種非常有效的降脂藥,它能抑制HMG輔酶A還原酶,能有效降低膽固醇的含量,減少心血管疾病的患病風(fēng)險。(他汀藥物靶點(diǎn)的發(fā)現有一段傳奇的故事)
而HMG輔酶A還原酶正是甲羥戊酸途徑的限速酶,也就是說(shuō)他汀是靶向甲羥戊酸途徑的!
而且,一直有報道指出,服用他汀藥物與多種癌癥死亡風(fēng)險降低相關(guān),包括前列腺癌、腎癌、結腸直腸癌、乳腺癌和肺癌。[2]
這些證據顯示他汀可能確實(shí)有治療癌癥的效果,并且還與p53突變有關(guān)。但是若不能在機理上給予證明,那一切假設都是建立在沙灘之上。
p53突變與他汀的交匯點(diǎn)似乎在甲羥戊酸途徑上。
CarolPrives教授團隊繼續探索了p53基因與甲羥戊酸途徑及腫瘤的關(guān)系。
她的團隊先在細胞和小鼠體內證明p53基因確實(shí)能抑制甲羥戊酸途徑。檢索腫瘤數據庫中也發(fā)現,p53功能缺失突變的腫瘤細胞中,甲羥戊酸途徑更加活躍。
在肝臟中,由甲羥戊酸途徑生產(chǎn)的膽固醇占到了人類(lèi)全身膽固醇的80%,而p53突變在肝細胞癌中非常普遍。
這可能暗示著(zhù)p53突變與甲羥戊酸途徑及肝細胞癌有密切的關(guān)系。
于是,他們構建了一個(gè)小鼠肝癌模型,證實(shí)p53確實(shí)能在早期抑制肝癌的發(fā)生,而在這個(gè)抑癌程序啟動(dòng)的過(guò)程中,甲羥戊酸途徑受到p53的嚴格控制。
當p53失去功能時(shí),肝癌被迅速誘發(fā),而甲羥戊酸途徑也被明顯上調。
有意思的是,在p53突變的小鼠體內,用其它方式抑制甲羥戊酸途徑,肝癌的發(fā)生便不再發(fā)生了。并且,用阿伐他汀治療小鼠,同樣也能明顯限制腫瘤的生長(cháng)!
這說(shuō)明p53突變引起的肝癌是甲羥戊酸途徑介導的,而甲羥戊酸途徑的去抑制對肝癌的發(fā)生來(lái)說(shuō)是必需的。
那p53是如何抑制甲羥戊酸途徑的呢?
研究人員通過(guò)qChip的技術(shù),鑒定到一個(gè)叫SREBF-2的蛋白會(huì )受p53基因的影響。
這個(gè)SREBF-2蛋白是甲羥戊酸途徑的主要調節子,平時(shí)并不具有轉錄活性。只有當SREBF-2蛋白感應到信號,變成一個(gè)成熟的蛋白時(shí),才具有活性,會(huì )啟動(dòng)甲羥戊酸途徑。
p53基因影響SREBF-2蛋白的方式就是阻止它變成熟。但是,科學(xué)家又發(fā)現P53蛋白與SREBF-2并不能直接作用,需要假“他人”之手。
這個(gè)“他人”就是膽固醇轉運蛋白ABCA1。p53基因會(huì )激活ABCA1基因的表達,而ABCA1蛋白便能阻止SREBP-2蛋白變成熟,進(jìn)而抑制甲羥戊酸途徑了。
他們在癌癥數據庫中查詢(xún)也發(fā)現,在p53突變的肝細胞癌中,ABCA1基因的表達水平低于正常水平。這說(shuō)明ABCA1基因很可能也是一個(gè)重要的抑癌基因。
當敲除小鼠的ABCA1基因后,成熟的SREBF-2蛋白更多了,腫瘤的發(fā)生也更加迅速了。這證實(shí)了ABCA1基因的抑癌功能是確實(shí)是通過(guò)抑制SREBF-2蛋白來(lái)發(fā)揮的。
此外,在腫瘤數據庫還發(fā)現,在結腸腺癌和乳腺癌中,ABCA1基因的表達也是下調的。這表明這條腫瘤抑制機制可能是普遍存在的。
這個(gè)研究證實(shí),p53基因能通過(guò)控制甲羥戊酸途徑來(lái)抑制癌癥的發(fā)生。在p53基因功能缺失的腫瘤中,抑制甲羥戊酸途徑的可以達到抗癌的效果。
這為科學(xué)家開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)針對甲羥戊酸途徑的抗腫瘤藥物提供了指導,考慮到p53突變的普遍性,這個(gè)策略的前景可能非常廣闊。
而普遍使用的他汀類(lèi)藥物正是作用于這條途徑,這為他汀抗癌的作用做出了強有力的證明。
作者指出,p53突變可能可以作為使用他汀類(lèi)藥物的生物標志,用于其他癌癥的治療。
讓我們期待后面的研究。