華裔女學者發現抗癌的“防曬”基因
日期:2016-05-20 09:12:41
最近,美國南加州大學(USC)帶領的一項新研究,發現了一個“防曬”基因,可能有助于對抗皮膚癌。
研究人員發現,“紫外線輻射抵抗相關基因”是皮膚癌的一個腫瘤抑制基因,在美國,這種形式的癌癥比較常見。黑色素瘤是最致命的皮膚癌。根據美國疾病控制和預防中心資料顯示,在過去的三十年里,黑色素瘤的發病率已經翻倍。
這項研究的資深作者是USC醫學院分子微生物學和免疫學華裔副教授梁澄玉(Chengyu Liang),她表示:“如果我們了解這個紫外線抵抗基因的功能,以及細胞在紫外線損傷后的自我修復過程,那么我們就能找到藥物靶標,將一個被誤導的機制恢復到正常條件下。”
這項研究發表在《Molecular Cell》。有超過90%的黑色素瘤皮膚癌是因為暴露于紫外線輻射的細胞損傷造成的。據美國癌癥協會資料顯示,每年約有10,130人死于黑素瘤。
梁博士說:“攜帶有紫外線抵抗基因突變或低水平紫外線抵抗基因的人,可能患上黑色素瘤或其他皮膚癌的風險更高,特別是,如果他們經常曬太陽或曬黑。我們的研究表明,紫外線抵抗基因,可能是皮膚癌預防的一種生物標志物。”
研究人員使用來自340名黑素瘤患者的數據,這些人都參與了The Cancer Genome Atlas。該研究還包括兩個試驗組,在黑素瘤細胞和50個果蠅復眼中攜帶降低水平的紫外線抵抗基因,或該基因的一個突變副本。對照組是具有紫外線抵抗基因正常拷貝的黑色素瘤細胞或果蠅復眼。
科學家們給攜帶正常紫外線抵抗基因的細胞和攜帶該基因缺陷副本的細胞,照射紫外線。在24小時后,攜帶該基因正常版本的細胞,修復了超過50%的UV損傷。相比之下,有缺陷基因的樣品修復的受損細胞不到20%。
梁博士說:““這意味著,當人們曬日光浴或者被曬黑時,那些有正常紫外線抵抗基因的人,可以及時修復大多數UV所致的DNA損傷,而那些攜帶有缺陷的紫外線抵抗基因的人,則將會有更多的傷害。在日積月累之后,如果他們經常曬太陽或被曬黑,這些人患皮膚癌的風險將會增加,如黑色素瘤。”
研究人員能夠顯示出與癌癥風險增加之間的一種關聯。但他們的研究并沒有明確說,紫外線抵抗基因突變拷貝的水平下降,就是皮膚癌發展的原因。
為何防紫外線基因如此重要?
近二十年前,科學家首次發現了紫外線抵抗基因與色性干皮病(Xeroderma Pigmentosum)之間的關聯,這種疾病使人們對陽光非常敏感,并使他們發展皮膚癌的風險增加。科學家并沒有檢測紫外線抵抗基因在健康人或皮膚癌患者中的作用。
本文第一作者、南加州大學凱克醫學院副研究員Yongfei Yang說,現在,USC帶領的研究團隊確定了什么是紫外線抵抗基因,以及它在一般人群中是如何運作的。Yang說:“紫外線抵抗基因是一個腫瘤抑制基因,參與細胞DNA的UV修復過程,并且對于防止UV誘發的基因組不穩定,是至關重要的。當紫外線抵抗基因缺失時,細胞就不能有效地修復UV或化學品誘導的損傷。”
研究人員發現,紫外線抵抗基因參與了多步的DNA細胞修復過程。首先,一個已知的蛋白質掃描受損的DNA。一旦發現病變,它就把紫外線抵抗基因標記為行動。防紫外線基因就像一個人道主義增援護航隊或援助,來幫助受損區域在正確的時間進行修復。
研究人員并沒有從非皮膚癌的人那里收集數據,所以他們無法將在黑色素瘤患者中的觀察結果,與那些未患黑色素瘤的人進行比較。Yang說:“我們發現,紫外線抵抗基因的表達水平,與黑色素瘤患者的存活和轉移階段有關。低水平的紫外線抵抗基因意味著,較低的存活率和晚期轉移階段。”
紫外線抵抗基因帶來希望
紫外線照射、頻繁去曬黑沙龍和遺傳學因素,都在皮膚癌中都扮演一定的角色。例如,研究表明,紅頭發的人,因為他們的遺傳背景,更容易罹患皮膚癌。梁博士、Yang和他們的同事發現了一個新的皮膚癌致癌因子。梁博士說:“據我們所知,紫外線抵抗基因沒有任何的酶活性;它是一個支持者或協調者。雖然它可能不是直接的實干家,但是如果沒有它,整個結構就會崩潰。”
未來的研究將使用小鼠模型,更好地了解紫外線抵抗基因的功能。Yang說:“紫外線抵抗基因可能作為藥物開發的一個良好靶標。也許有一天,有一種藥物可以刺激紫外線抵抗基因的修復功能,以確保UV損傷的皮膚細胞能夠進行迅速而有效的修復。對于患皮膚癌高風險的人來說,這將是一種不錯的治療。”
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