最近,北卡罗莱纳大学教堂山分校和北卡罗莱纳大学莱恩伯格综合癌症中心的研究人员在《自然》杂志上发布了一篇激动人心的论文。他们发现了一种新的机制,这种机制通过激活特定基因导致癌症的发生,为抗击癌症开辟了新的治疗途径。
这项新研究揭示了一个引人注目的现象:两个无关基因的突变融合可以促进一种类似于“液—液相分离”的过程。这一过程在细胞核内发生,就像油和水混合但又不能全然融合一样,形成了具有各种物理特性的隔室,导致了急性白血病等癌症的发生。
为了深入研究这一过程,科学家们对携带NUP98-HOXA9常见基因融合的癌细胞进行了实验。这种异常融合只存在于白血病患者的血细胞中。这种融合产生的蛋白质NUP98-HOXA9,具有一种被称为内在无序区(IDRs)的结构特性。当这种蛋白质在细胞核中的浓度达到一个临界值时,IDRs会促进液—液相分离过程。这种分离导致NUP98-HOXA9蛋白形成阶段性的或被分隔的状态,使其与DNA结合得更加紧密,产生一种被称为超级增强子的独特模式。这种模式下,NUP98-HOXA9融合蛋白的活性更强,从而推动侵袭性白血病的形成。
研究人员进一步发现,在液—液相分离后,NUP98-HOXA9融合蛋白还能通过创建染色质环来影响基因组的三维结构。染色质环对于控制基因表达的活跃区域至关重要。它能将调节区域与癌症基因联系起来,增强癌症基因的表达和致命性,从而加速癌症的发展。此次发现是由“相分离”形成染色质环的第一个明确证据。
这项研究的主要作者之一,北卡罗莱纳大学医学院细胞生物学和生理学助理教授道格拉斯·潘斯蒂尔指出,类似的基因融合在其他恶性肿瘤中也被观察到,因此这一新机制可能也适用于解释其他类型癌症的发展原因。另一位主要作者、生物化学、生物物理学和药理学副教授格雷格·王则兴奋地表示,“‘相分离’及其在癌症中的作用一直是癌症研究领域的空白拼图。”他还提出,这一过程也可能影响神经退行性疾病,如阿尔茨海默症。理论上,一种能够破坏或溶解这种相分离状态的药物可能会成为新的治疗方法。这一发现不仅为癌症研究带来了新的启示,也为未来的治疗开辟了新的道路。