恢复癌细胞已失调的“生理时钟”,可望提供抗癌新策略

作者 | 发布日期 2017 年 10 月 13 日 17:23 | 分类 医疗科技 , 生物科技
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【Technews科技新报】今年诺贝尔医学奖颁给研究生理时钟(circadian clock)的 3 名美国学者,以表彰他们发现“时钟基因”(clock gene)的重要贡献,这使生理时钟研究由抽象概念有了具体的基因调控机制。如今此项基础发现也运用在癌症医学的研究。



健康细胞的增生通常以 24 小时为周期,这是因为细胞增生周期会受生理时钟影响。癌细胞的生理时钟通常已丧失功能,科学家发现许多癌细胞株、恶性肿瘤都有生理时钟失调的现象。此外癌症病患肿瘤组织的生理时钟功能失去愈多病情愈差,寿命也较短。

最近加拿大麦基尔大学(McGill University)精神医学系的 Nicolas Cermakian 教授尝试寻找能使癌细胞生理时钟恢复正常的方法,他的研究证实某些“类固醇”能活化癌细胞的生理时钟并抑制肿瘤生长,可望借此开创一条治疗癌症的“新道路”。该研究成果已刊登于今年 2 月的《BMC Biology》期刊。

事实上每个细胞都有数个负责调控生理周期的时钟基因,彼此之间互相调节形成一个回路,周而复始地运作以维持细胞的生理周期准确无误。由于生理时钟与细胞周期(cell cycle)调控、抑癌基因功能间皆有紧密的连结,一旦生理时钟“停摆”,细胞生长的速度也会失控。先前研究已经证实,由于外部因素(如昼夜颠倒)或内部因素(如时钟基因突变)导致的生理周期失调,都会促进肿瘤的发生及恶化。

当 Nicolas Cermakian 教授的研究团队监测癌细胞时钟基因表现情形,发现一般培养状态下,癌细胞时钟基因表现并未呈周期性变化。有趣的是当他们以一种人工合成的类固醇(Dexamethasone)处理癌细胞时,时钟基因的表现恢复了周期性变化(注),进一步检测调控细胞生长的基因表现情形,结果也出现周期性变化,这显示细胞增值的调控可能恢复正常了。

的确,以类固醇处理癌细胞 36 小时后,细胞数目已明显较对照组少;处理 2 天后,细胞数目仅为对照组的一半。研究团队也发现反覆以类固醇处理癌细胞,能更有效减缓细胞增值的速度,细胞数量倍增所需时间会从 16.5 小时延长为约 24 小时,相当于正常细胞数量倍增所需时间。

研究团队也于小鼠实验证实:以类固醇处理可活化肿瘤癌细胞的生理周期,并抑制肿瘤生长。虽然目前仍不确定何种癌症病患较适合此疗法,但相信他们的研究已为癌症治疗开启了一条崭新的道路。后续他们也计划在癌症病患身上活化癌细胞的生理时钟,希望能以此治疗癌症。

注:但是由于癌细胞内的生理时钟调控已严重受损,因此药物处理一周后此周期性又逐渐消失。

(首图来源:pixabay

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YAP KUO

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