抗擊慢性髓性白血病的一種新方法
日期:2014-11-19 08:55:00
當一個基因發生突變并使一種酶變得極度活躍時,會發展為慢性骨髓性白血病,從而導致骨髓中的造血干細胞迅速成長為異常細胞。這種酶——Abl激酶,是激酶家族的一員,充當我們細胞中許多功能的一個開關。在慢性骨髓性白血病中,可以用結合該酶特定部位的藥物,靶定極度活躍的Abl激酶并阻斷它,旨在最終殺死快速增長的癌細胞。然而,治療往往受限于一個事實,那就是,癌細胞可以使自己適應并產生耐藥性。
目前,瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家們發現了Abl激酶的一個可替換部位,藥物可以結合和作用于這個部位,而且具有較低的耐藥性風險。相關研究結果發表在2014年11月17日的《自然通訊》(Nature Communications)雜志。
Abl激酶與白血病
Abl激酶可以“打開”某些參與許多細胞功能(包括細胞生長)的分子。在慢性骨髓性白血病中,包含Abl激酶編碼基因的染色體,與另一條染色體互換,導致被稱為“費城染色體”的現象。當這個突變發生在骨髓的血液干細胞中時,Abl激酶會與另一種蛋白質融合,變成一種解除管制的、活躍的酶。這致使大量造血干細胞發育成為異常類型的白血細胞,從而產生慢性粒細胞白血病。
為了治療這種類型的白血病,我們使用的藥物能夠特異結合并阻斷Abi激酶的一個部位(稱為活性部位)。顧名思義,這是結合分子并打開它們的酶部位。因此,用藥物阻斷活性部位,可停止費城突變所致的Abi激酶極度活躍,減緩甚至消除異常的癌血細胞生成。問題是,靶定Abi激酶的活性部位,往往會導致癌細胞適應并產生耐藥性,使它們更加難以殺死。
對抗耐藥性的間接途徑
目前,EPFL (ISREC)的Oliver Hantschel帶領的一個研究小組,發現了一種新的方法,可間接阻斷Abi激酶的活性。科學家們系統地使Abi激酶發生很小的策略性突變,這使得它的三維結構發生改變。然后,他們檢測了該酶的每種突變版本,以探討它的功能是否會發生改變。
Hantschel的研究小組基于以前的研究——表明Abl激酶可由自身另一部分(稱為SH2區域)間接控制,這個區域靠近活性部位。通常情況下,SH2區域通過打開和關閉活性部位來調控它。但是在費城突變的情況下,調控喪失。科學家發現,當費城突變發生作用時,SH2區域實際上“夾住”打開Abi激酶的活性部位,迫使其進入超速。
這一發現提供了圍繞Abl激酶極度活躍的分子事件的首張圖片。通過阻斷SH2區域,有可能調節酶的活性,并可能阻止白血病腫瘤的生長。由于SH2區域對其他激酶是共有的,有可能這種效果也能擴展到其他類型的癌癥,特別是那些以激酶活性異常為特征的癌癥。最后,Oliver Hantschel預計,這種方法能夠克服腫瘤耐藥性問題,因為它能提供另外一種方式來抑制這種酶,快速生長的腫瘤細胞很少會發生突變。
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