數百萬年的演化中,人類的基因組裡出現了許多神秘的重複DNA序列。通常情況下,它們非常低調,科學家們也不知道它們具體能幹啥。今天在線發表于《自然》雜志上的一篇論文指出,隻要我們提供合适的環境,這些來自遠古的DNA遺産就能被激活,刺激我們的免疫系統,用來攻擊癌細胞!
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該研究的負責人是加拿大大學醫療網絡(University Health Network)的Daniel D. De Carvalho教授。2015年,他的團隊在《細胞》雜志上發表文章,探讨了表觀遺傳學藥物治療癌症的機理——美國FDA批準的甲基化抑制劑可以針對癌症起始細胞,也就是那些會自我更新、産生腫瘤的癌細胞。
5年前的這篇論文發現,這種藥物能夠引起“病毒相似”(viral mimicry),也就是讓癌細胞展現出被病毒感染的特征,好被免疫系統發現。如果抑制一些和病毒識别有關的通路,這種表觀遺傳學藥物也就失去了應有的效果。
而這背後的分子生物學機理,就和基因組中的神秘DNA有關。在藥物作用的同時,研究人員們觀察到,癌細胞内出現了來自這些神秘序列轉錄成的雙鍊RNA片段。有意思的是,如果直接給癌細胞添加這些雙鍊RNA,就算不用藥物,也能模拟藥物的抗癌效果。
這個令人詫異的發現,也促進了科學家們進一步探索這些神秘DNA的抗癌潛力。在這篇《自然》論文中,他們發現狡猾的癌細胞并沒有坐以待斃,而是見招拆招,演化出了一套防禦機制。
研究指出,癌細胞會大量生産一種叫做ADAR1的酶,它能幹擾這些遠古DNA産生雙鍊RNA的能力。也就是說,正是因為ADAR1的存在,讓癌細胞得以避免打草驚蛇、激活免疫系統。
既然找到了癌細胞的防禦機制,也就給科學家們留下了攻堅的空間。研究人員們發現如果在癌細胞裡敲除ADAR1,就能提高表觀遺傳學藥物對癌細胞的效果。
▲敲除癌細胞中的ADAR1後,使用甲基化抑制劑可以顯著抑制小鼠體内的腫瘤生長(圖片來源:參考資料[1])
“這些發現開辟了癌症療法的新天地,” De Carvalho教授說道,“它讓我們有機會利用古老的重複DNA序列來對抗癌症。”
研究人員們總結指出,目前我們對免疫系統和癌症的關系有着很深的理解,也帶來了多種癌症免疫療法。但并非所有患者都能從中受益。全新的癌症治療手段,有望彌補這一空白。
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參考資料:
[1] Mehdipour, P., Marhon, S.A., Ettayebi, I. et al. Epigenetic therapy induces transcription of inverted SINEs and ADAR1 dependency. Nature (2020). htt
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