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Cell:破壞白血病干細胞生物鐘有望治療白血病

2016-04-12 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:醫學(xué)界早就意識到這種晝夜節律的存在。在過(guò)去50年,科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現這種晝夜節律運行的一些基因回路(geneticcircuitry)。但是一直并不清楚這種回路是否在每個(gè)細胞中都是有活性的,或者這種活性在癌細胞和健康細胞之間存在多大程度的差異。

  根據一種說(shuō)法,“時(shí)間就是一切。”對急性骨髓性白血?。╝cutemyeloidleukemia,AML)而言,這種格言可能是真的。在一項新的研究中,由來(lái)自美國麻省理工學(xué)院-哈佛大學(xué)布羅德研究所、哈佛大學(xué)醫學(xué)院和布萊根婦女醫院的研究人員領(lǐng)導的一個(gè)國際團隊報道AML干細胞---產(chǎn)生一種侵襲性血癌---不能夠在缺乏它們內部的晝夜節律時(shí)存活下來(lái)。相關(guān)研究結果發(fā)表在2016年4月7日那期Cell期刊上,論文標題為“CoreCircadianClockGenesRegulateLeukemiaStemCellsinAML”。

  這種晝夜節律(circadianrhythm,也譯作生理節律,24小時(shí)節律,或者生物鐘)作為包括人類(lèi)在內的生物有機體的計時(shí)系統發(fā)揮作用。晝夜節律按照大約24小時(shí)的日循環(huán),影響我們的醒睡周期、代謝、激素產(chǎn)生和其他的功能。這種日循環(huán)與諸如光線(xiàn)和溫度之類(lèi)的環(huán)境條件一起運作。

  醫學(xué)界早就意識到這種晝夜節律的存在。在過(guò)去50年,科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現這種晝夜節律運行的一些基因回路(geneticcircuitry)。但是一直并不清楚這種回路是否在每個(gè)細胞中都是有活性的,或者這種活性在癌細胞和健康細胞之間存在多大程度的差異。

  在這項新的研究中,研究人員發(fā)現這種生物鐘回路在健康的造血干細胞和癌變的AML造血干細胞中都起作用。然而,有趣的是,破壞這種回路---實(shí)際上就是破壞這種生物鐘的運轉---損害AML干細胞的活性,同時(shí)讓健康的造血干細胞相對不受傷害。

  研究人員是在篩選白血病細胞存活可能所必需的基因的過(guò)程中作出這一發(fā)現的。

  論文通信作者、布羅德研究所研究員BenjaminEbert說(shuō),“布羅德研究所卡拉曼細胞觀(guān)察臺(KlarmanCellObservatory)的一個(gè)項目就是研究白血病干細胞的這種生物鐘回路。我們與布羅德研究所基因擾動(dòng)平臺(GeneticPerturbationPlatform)合作開(kāi)展基因篩選,目標就是鑒定出AML干細胞存活所必需的一組基因。”

  令研究人員吃驚的是,在這種篩選中脫穎而出的兩種基因是Clock和Bmal1---已知它們一起發(fā)揮作用,調節體內生物鐘。

  論文第一作者、Ebert實(shí)驗室研究生RishiPuram解釋道,“在鑒定出Clock和Bmal1之后,我們對此感興趣,這是因為生物鐘在白血病中的作用還未得到很好的研究。我們將這看作為發(fā)現一些新的生物學(xué)機制的機會(huì )。”

  利用其它的方法(包括短發(fā)夾RNA、CRISPR/Cas9和小分子化學(xué)物)證實(shí)這些發(fā)現后,研究人員利用一種僅在血細胞內剔除Bmal1基因的基因敲除模式小鼠開(kāi)展研究。他們發(fā)現盡管AML干細胞的生長(cháng)需要Bmal1,但是正常的造血干細胞即便在Bmal1基因不表達時(shí)也能夠存活。

  Ebert說(shuō),“我們證實(shí)白血病細胞對生物鐘回路具有更大的依賴(lài)性:這兩種基因的表達是白血病細胞存活所必需的,而正常的造血干細胞能夠在它缺乏時(shí)存活下來(lái)。這正是我們在癌癥生物學(xué)研究中所尋找的東西---癌細胞相對于正常細胞的依賴(lài)性。這種依賴(lài)性可以是一種治療靶標。”

  盡管研究人員強調還需要確定這種依賴(lài)性是否能夠被用來(lái)開(kāi)發(fā)一種治療方法,但是他們說(shuō)這些發(fā)現很有可能為未來(lái)的研究奠定基礎。

  Puram說(shuō),“下一步就是確定操縱生物鐘是否可能具有治療價(jià)值,這種操縱是通過(guò)一種藥物直接干擾這種回路,或者通過(guò)在A(yíng)ML細胞一天內特別脆弱的時(shí)候進(jìn)行化療藥物給藥—一種被稱(chēng)作‘時(shí)間療法(chronotherapy)’的方法---來(lái)完成的。”已證實(shí)時(shí)間療法有望用于治療其他的諸如胃腸道癌和乳腺癌之類(lèi)的癌癥,但是在此之前還未證實(shí)它是否有效地治療白血病。這些新發(fā)現對生物鐘在A(yíng)ML中的作用提供關(guān)鍵性認識,也提示著(zhù)時(shí)間療法可能有朝一日成為AML或其他血癌患者的一種有效的治療方法。

  Puram說(shuō),“考慮到我們發(fā)現這種生物鐘回路在A(yíng)ML是完整的而且白血病細胞中的基因表達在一天內發(fā)生波動(dòng),這當然值得研究。我們是否能夠利用這點(diǎn)開(kāi)發(fā)療法是一個(gè)我們有興趣進(jìn)一步開(kāi)展研究的問(wèn)題。”

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