科学探索|癌症可以通过改变细胞恢复“自我意识”来治疗吗?( 二 )
斯佩克特一直对癌症感兴趣 , 他的研究主要集中在长链非编码RNA上 。长链非编码RNA由200个甚至更多的核苷酸组成 , 不为编码任何蛋白质 , 也不帮助蛋白质进行组装 。而且 , 长链非编码RNA往往会留在细胞核内 , 这一点尤其令斯佩克特感兴趣 。他推测 , 这些RNA之所以不冒险进入细胞质 , 可能是因为它们在打开或关闭DNA链上的基因时具有某种作用 。如果不能正常发挥这种作用的话 , 就会导致癌症——错误基因的激活会导致细胞的恶性生长 , 正如特定基因的沉默会抑制肿瘤一样 。斯佩克特还对另一个事实产生了兴趣 , 那就是在构成人类基因组的6万多个基因中 , 只有2万个基因与制造蛋白质有关 , 而制造长链非编码RNA的基因数量几乎与此相当 。“人类基因组中 , 大约有19000个基因可以产生长链非编码RNA 。”斯佩克特说道 。
目前 , 科学家们仍然不知道人体细胞中存在多少种不同类型的长链非编码RNA , 但它们的确执行着十分重要的功能 。有些RNA可以充当分子支架 , 像伴侣一样 , 将蛋白质带到特定基因上 , 使其开启或关闭 。有些RNA则像海绵 , 可以将其他分子在细胞内隔离起来 , 使其无法发挥作用 , 等到需要时再释放出来 。所有这一切 , 看起来就像细胞内拥有某种程度的智力 。
经过18年来对细胞及其RNA“隐秘生活”的研究 , 斯佩克特的团队已经锁定了一种导致乳腺癌扩散的罪魁祸首:一个被称为MALAT1的长链非编码RNA 。当乳管表面的健康上皮细胞产生过多的MALAT1分子时 , 它们就会陷入“疯狂” 。在生物学上 , 适当的平衡是健康的关键 , 所以当一些RNA过度表达(数量过多)或表达不足(数量太少)时 , 疾病就会发生 。
这种RNA的过度表达使乳腺上皮细胞失去了自身的生物学意义 , 开始增殖和扩散 , 正常的乳腺上皮细胞知道自己的使命所在 , 比如在需要的时候产生乳蛋白 。但癌细胞认为它们需要生长和生存 , 并寻找新的家园 , 转移到新的器官 , 打个比方 , 这些RNA表现得就像细胞的分子同谋 , 使它们能够四处晃悠 , 杀死其他的正常细胞 , MALAT1 RNA参与了细胞的移动和转移 。
斯佩克特团队的下一步是观察用药物减少RNA的数量会发生什么 。为了完成这项工作 , 他们与伊奥尼斯制药公司的合作者设计了一个聪明的分子方法 。伊奥尼斯制药公司将MALAT1项目授权给了Flamingo Therapeutics公司 。研究人员开发了一种能与MALAT1 RNA结合的化合物 。这种化合物被称为反义寡核苷酸 , 由16个核苷酸组成 , 与MALAT1 RNA上的特定区域互补 。因此 , 当二者在细胞内部相遇时 , 就会像拉链或尼龙扣带一样粘在一起 。这种结合标志着MALAT1 RNA将被“就地处决”:它们会向一组酶发送信号 , 由这些酶像微型剪刀一样将MALAT1 RNA切成小块 , 当这种寡核苷酸在细胞中发现MALAT1时 , 会与之结合 , 然后刺激酶的识别 , 从而使这些RNA降解 。
不过 , 最令人称奇的事情发生在RNA降解之后 。随着MALAT1 RNA含量的减少 , 细胞恢复了部分生物学特征 , 这种药物似乎可以重新编程细胞 , 使它们突然想起自己是谁 , 就像“哦 , 我是一个乳腺上皮细胞 , 我不需要转移到别的地方去 。相反 , 我应该在家里做一些事情 , 比如支持乳腺的功能” 。
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