肺癌新靶點有望帶來創新療法

來自專欄啄木鳥

　　肺癌是生存率最低的癌症之一，更讓人沮喪的是在過去四十年中，儘管癌症患者的總生存率提高了2倍多，但肺癌患者的生存率幾乎沒有提高。目前僅有5%的肺癌患者生存期超過10年。造成這一困境的原因之一是業界缺乏針對肺癌的治療靶點，但來自英國劍橋大學的科學家們可能改變這一現狀。

　　肺癌主要分為非小細胞肺癌(NSCLC)和小細胞肺癌。NSCLC約佔肺癌總病例的85%。NSCLC依據病理學被細分為4類：肺腺癌(LUAD)，肺鱗狀細胞癌(LUSC)，大細胞癌和未分化的NSCLC。鱗狀細胞癌占所有NSCLC病例的25%至30%。在細胞水平上，LUAD傾向於起源於肺中的分泌性上皮細胞，而LUSC通常起源於位於主要和中央氣道中的基底細胞。在分子水平上，已知LUAD具有表皮生長因子受體(EGFR)，V-Ki-Ras2 Kirsten大鼠肉瘤病毒致癌基因同源物(KRAS)和間變性淋巴瘤受體酪氨酸激酶(ALK)的突變。而LUSC，有70-80%的患者存在性別決定區Y(SRY)-Box 2(SOX2)的擴增。與LUAD不同的是，目前尚無針對LUSC的確認治療靶點，所以鉑類化療仍然是LUSC的一線治療方法。

　　在一項研究中，劍橋大學的科學家發現在LUSC中，一種名為BCL11A的蛋白高度表達。BCL11A非生理水平的高表達在小鼠模型或細胞培養中促進鱗狀樣表型，而對其敲除後，則消除了異種移植腫瘤的形成。研究者們進一步揭示了BCL11A受SOX2的轉錄調節，並且是其致癌功能所必需的。並最終確認抑制SETD8(一種受BCL11A和SOX2調控的轉錄因子)，能夠選擇性地抑制LUSC生長，這使得SETD8成為一個潛在的LUSC治療靶點。這一結果發表在近期的《Nature Communication》上。

　　文章中報道，研究者們首先通過分析癌症基因組譜(TCGA)中LUSC和LUAD轉錄因子表達的數據，發現BCL11A和SOX2，在LUSC中，而非LUAD中，特異性地高度表達。接下來研究者利用小髮夾RNA(shRNA)技術敲除了LUSC細胞株中的BCL11A基因，在小鼠中發現LUSC細胞喪失了異種移植腫瘤形成的能力;同時在小鼠和由基底細胞(LUSC癌細胞的源頭)3D培養的類器官中發現提高BCL11A表達水平，會帶來氣道細胞和組織的異常形態學改變，證明BCL11A基因是LUSC的癌基因。

　　在另一方面，使用shRNA敲除SOX-2的LUSC細胞株也表現出類似的腫瘤形成能力的喪失，同時還伴有BCL11A基因表達水平的顯著下降，而在這些細胞株中提高BCL11A的表達水平則部分改善了它們的腫瘤形成能力。這一結果說明BCL11A在SOX-2信號通路帶來的轉錄因子改變中起到部分調節作用。進一步的染色質免疫沉澱序列分析和定量PCR分析證明BCL11A基因和SOX-2基因之間存在強直接調控關係，同時免疫共沉澱實驗證明BCL11A蛋白和SOX-2蛋白之間存在直接相互作用。

　　接下來，研究者們利用多西環素誘導shRNA敲除技術篩選BCL11A/SOX2信號通路的可能治療靶點，發現敲除SETD8基因，特異性地影響LUSC細胞株的腫瘤形成能力。這顯示SETD-8可能是一個LUSC的治療靶點。SETD8是含有SET結構域家族的成員之一，能催化組蛋白H4 Lys20的單甲基化，而組蛋白H4參與募集信號蛋白或染色質修飾。此外，SETD8在維持皮膚分化中起作用，並且在多種癌症類型中失調。最後小分子抑製劑NSC663284抑制SETD-8，可以選擇性地殺死LUSC細胞株，並使LUSC細胞株對順鉑化療更加敏感，證明了該靶點的潛力。

　　該文章的第一作者，劍橋大學研究助理Kyren Lazarus博士表示：「我們的研究揭示了這個難題(LUSC的分子機制和治療靶點)中的一個重要部分，現在我們正在積極嘗試製造新藥物。」

　　文章的通訊作者，劍橋大學藥理系講師Walid Khaled博士說：「開發靶向療法是改善患者治療前景的一個真正機會。得益於英國癌症研究中心新葯研發資助，我們正致力於開發小分子藥物，特異性阻斷LUSC細胞中的BCL11A，破壞BCL11A與其他蛋白質的關鍵相互作用。我們正與劍橋大學生物化學系和CRUK Beatson藥物研發部門的同事密切合作，以期實現這一目標。」

　　英國癌症研究中心首席科學家Karen Vousden教授說：「確定潛在的可用藥物靶點是精準醫學之路早期的關鍵階段。儘管這項工作離改善患者治療還有很多工作要做，但這是實現這一目標的基礎。我們期待著觀察這一發現如何沿著研發管線繼續前進。」

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