《自然》:生存时间延长67%!科学家瞄准肿瘤微环境,找到治疗胶质母细胞瘤的关键基因

医疗健康 来源:奇点网(微信号 geekheal_com) 作者:王鑫英 BioTalker
2017
07/18
14:53
奇点网(微信号 geekheal_com)
作者:王鑫英 BioTalker
医疗健康

终于,在克利夫兰诊所Jeremy Rich教授团队的不懈努力下,一种体内筛选抗肿瘤药物靶点的新方法诞生了!

Rich教授是胶质母细胞瘤领域的专家,可是对于这种侵袭性极强,中位生存期只有15个月[3],5年生存率在6%左右,被称为「癌症之王」的癌症,他也束手无策。

在Rich教授看来,这可能是研究的方法出了问题。

「传统药物研发是从体外培养癌细胞开始的,然后做高通量筛选。」Rich教授在论文中表示,「这种方法筛选出来的药物远远算不上成功,在胶质母细胞瘤领域尤甚。」

药物研发路上的这条拦路虎,把Rich教授逼到了另一条道路,尽量模拟肿瘤的原生环境,然后在这种条件下筛选药物作用靶点。

借助于Johannes Zuber博士在冷泉港开发的RNAi技术[1],Rich教授团队开发出了一个在小鼠体内筛选药物靶点的新技术平台。

采用这个技术,他们找到了胶质母细胞瘤在肿瘤微环境下生存所必需的57个关键基因,让人吃惊的是,这57个关键基因与体外培养筛选找到的基因没有一个是重合的。当他们靶向其中一个叫JMJD6的基因时,超过1/4的胶质母细胞瘤模式小鼠,生存期至少延长了67%!显然,Rich教授打开了癌症药物研发的一个新方向。相关的研究成果,于7月5日刊登在《自然》上[2]。

肿瘤的生长环境是极其恶劣的,营养不足、空间有限,压力山大。相较而言,生活在培养基里面的癌细胞就幸福多了,营养充分、条件适宜,无忧无虑、茁壮成长。在这两种迥然不同的条件下,癌细胞所必需的生存技能显然是不同的。

靶向与肿瘤微环境有关的基因,这也是Rich教授想要改变研究策略的基本出发点。


基于肿瘤在体内(上)生长和体外(下)生长环境不同,开发的RNAi筛选技术示意图

这种筛选技术的流程分为以下几个步骤:首先,是构建短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)库。shRNA能够抑制靶基因的表达。研究人员将shRNA整合到带有双重荧光报告基因的载体上[4]。他们构建了1586种shRNA,靶向406个已知的染色质及转录调节基因(每个基因对应2-4种shRNA)。

然后,研究人员将患者的肿瘤细胞转移到小鼠颅腔中,保证其在肿瘤微环境中生长,并将上述shRNA库转移至肿瘤细胞中。

之后是筛选带有shRNA的肿瘤细胞。当shRNA成功转移到细胞内时,会发出绿色的荧光,根据绿色荧光,就可以出筛选带有shRNA的肿瘤细胞了。

接下来是构建筛选平台:研究人员将筛选出的肿瘤细胞分为两部分。一部分在体外培养,另一部分移植到小鼠颅腔中(体内培养)。两种培养方式分别设立实验组和对照组。

研究人员给实验组施加化学药物,这种药物可以让shRNA表达,还会让第二种荧光(红色荧光)报告基因表达。这样,活跃表达shRNA的肿瘤细胞就会同时发出绿色荧光和红色荧光,同时,这种shRNA的靶基因的表达也会受到抑制。而对照组不予处理,对照组的肿瘤细胞只能发出绿色荧光。

在生长到3周时,研究人员将小鼠安乐死,并从小鼠颅腔取出肿瘤组织进行分离,然后再将实验组或对照组的细胞进行测序并对shRNA的表达进行了量化。

如果一种shRNA的靶基因对肿瘤细胞的存活是关键的,那么,在实验组中这个靶基因受到抑制后,细胞就不能存活。相对于对照组,实验组细胞中相应shRNA的量也就减少。通过比较实验组和对照组同种shRNA含量的变化,研究人员就可以筛选出肿瘤细胞存活的关键基因了。


筛选方法示意图

在比较体外培养和体内培养的筛选结果后,研究人员们震惊了:两种培养方式中,影响肿瘤细胞存活的关键基因几乎没有重叠!在体内培养时,肿瘤细胞存活所需的57个基因,对体外培养的肿瘤细胞存活来说,是不重要的。

进一步的分析发现,体外培养时肿瘤存活所需的关键基因多是跟细胞的代谢和大分子的合成有关,而体内培养时所需的关键基因多是与转录调节有关,而这受到肿瘤微环境的影响。

为了找到胶质母细胞瘤的治疗靶点,研究人员选择了这57个基因中的12个与肿瘤应对环境压力有关的基因,进行了进一步的研究。其中的一个基因JMJD6,可以调节许多基因的表达,而这些基因对肿瘤细胞的生存是极其重要的。

研究人员还发现,在胶质母细胞瘤患者的肿瘤中,JMJD6基因的表达量很高,并且病情越严重,JMJD6基因的表达量也越高。

这让研究人员很兴奋,如果不让这个基因表达,会出现怎样的结果呢?于是他们将肿瘤细胞的JMJD6基因敲除,分别在体外、移植到小鼠颅腔中培养。

这次,又得到了可喜的结果:体外培养时,敲除JMJD6基因对肿瘤的生长或存活并没有什么影响;但是,相比于没有敲除JMJD6基因的肿瘤小鼠,敲除了JMJD6基因的肿瘤小鼠存活的时间更长了(对照组小鼠60天时全部死亡,超过1/4的实验组小鼠存活时间大于100天)。


敲除JMJD6基因,对体外培养(b)的肿瘤生长无影响,却延长了小鼠的寿命。

这真是太神奇了!正如本研究的第一作者Tyler Miller博士所说,「我们的研究结果提示,靶向肿瘤应对压力的基因,要比靶向细胞增殖的基因,治疗效果更好!这为胶质母细胞瘤的治疗开辟了新的途径!」[5]

这种筛选方法,能够更接近天然肿瘤环境, 针对此种方法筛选出的靶点开发的药物,也将能给患者提供更好的疗效。

据研究人员讲,这种方法也可以用于筛选其他类型癌症的潜在治疗靶点[5]。我们期待,研究人员能尽快开发出针对此类靶点的新药物,给癌症患者带来实际的利益!

参考资料

[1] Zuber, J. et al. Toolkit for evaluating genes required for proliferation and survival using tetracycline-regulated RNAi. Nat. Biotechnol. 29, 79–83 (2011)

[2] Miller T E, Liau B B, Wallace L C, et al. Transcription elongation factors represent in vivo cancer dependencies in glioblastoma[J]. Nature, 2017.

[3]http://www.abta.org/secure/glioblastoma-brochure.pdf

[4]Zuber J, McJunkin K, Fellmann C, et al. Toolkit for evaluating genes required for proliferation and survival using tetracycline-regulated RNAi[J]. Nature biotechnology, 2011, 29(1): 79-83.

[5]https://www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170705151739.htm

来源:奇点网(微信号 geekheal_com)   作者:王鑫英 BioTalker

为你推荐

国家组织药品联合采购办公室通报国家组织药品集采部分价格异常品种投标企业约谈情况资讯

国家组织药品联合采购办公室通报国家组织药品集采部分价格异常品种投标企业约谈情况

2024年4月18日-19日,国家组织药品联合采购办公室根据群众举报投标价格异常线索,约谈了溴己新注射剂、奥曲肽注射剂、哌拉西林他唑巴坦注射剂、甘油果糖氯化钠注射剂型4个品种所...

2024-04-29 17:50

Medidata:中国创新药海外临床研究的挑战与应对策略资讯

Medidata:中国创新药海外临床研究的挑战与应对策略

近日,达索系统Medidata大中华区战略咨询及解决方案业务部高级经理燕晓明以及大中华区高级解决方案专家宋乐,就中国创新药出海的困境以及Medidata如何利用AI等技术为药企提供解...

文/kathy 2024-04-29 13:34

辉瑞血友病基因疗法获FDA批准上市,定价350万美元资讯

辉瑞血友病基因疗法获FDA批准上市,定价350万美元

近日,辉瑞宣布,其基因疗法BEQVEZ(fidanacogene elaparvovec-dzkt,SPK-9001)已获得美国FDA批准上市,用于治疗18岁或以上中度至重度血友病B且对AAV血清型Rh74的中和抗体呈阴...

2024-04-29 11:10

2024医保基金飞检开启,四个直辖市+每个省2个城市资讯

2024医保基金飞检开启,四个直辖市+每个省2个城市

国家医保局 财政部 国家卫生健康委 国家中医药局联合印发《关于开展2024年医疗保障基金飞行检查工作的通知》,明确每个省确定2个城市作为被检城市 ,一个是省会城市 ,一...

2024-04-28 22:18

国际SOS发布相关安全健康建议,呼吁企业组织采取行动资讯

国际SOS发布相关安全健康建议,呼吁企业组织采取行动

在4月28日“世界工作安全与健康日”之际,世界领先的健康和安全风险服务企业国际SOS鼓励企业组织重新评估其职业安全与健康(OSH)计划。气候变化正在加剧现有的OSH挑战,企业组...

2024-04-28 17:25

百济神州替雷利珠单抗获欧盟委员会批准用于治疗非小细胞肺癌资讯

百济神州替雷利珠单抗获欧盟委员会批准用于治疗非小细胞肺癌

此次获批是替雷利珠单抗在欧盟地区获得的第二项批准,其食管癌领域适应症已先后于2023年9月于欧盟获批,以及于2024年3月获得美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administ...

2024-04-28 13:22

梅斯医学赋能医院高质量发展沙龙圆满举办资讯

梅斯医学赋能医院高质量发展沙龙圆满举办

2024年4月27日,为庆祝梅斯健康(02415 HK)上市一周年,梅斯医学于杭州圆满举办了公立医院高质量发展沙龙活动。

2024-04-27 22:23

国家医保局调研,要持续深化挂网药品价格治理,并向纵深推进资讯

国家医保局调研,要持续深化挂网药品价格治理,并向纵深推进

据国家医保局消息,2024年4月16日-19日,国家医保局党组成员、副局长施子海带队赴湖南、广东,调研药品价格形成机制改革和挂网药品价格治理工作,实地调研医疗机构和医药企业,...

2024-04-27 10:57

诺华创新PNH口服单药疗法飞赫达(盐酸伊普可泮胶囊)在华获批资讯

诺华创新PNH口服单药疗法飞赫达(盐酸伊普可泮胶囊)在华获批

用于治疗既往未接受过补体抑制剂治疗的阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)成人患者,开创PNH靶向治疗新时代,“跑步入场”惠及中国患者

2024-04-26 22:26

一款国产曲妥珠单抗获美国FDA批准上市资讯

一款国产曲妥珠单抗获美国FDA批准上市

今日(4月26日),复宏汉霖宣布其旗下产品曲妥珠单抗生物类似药(美国商品名:Hercessi,中国商品名:汉曲优)获得美国FDA批准上市,用于辅助治疗HER2过表达的早期乳腺癌、HER2...

2024-04-26 16:44

高济健康:用新质生产力推动优质资源下沉 构建高质量15分钟步行健康生活圈资讯

高济健康:用新质生产力推动优质资源下沉 构建高质量15分钟步行健康生活圈

4月25日,腾讯智慧零售“智慧零售全域数字化经营2023年度榜单”正式发布,高济健康首次入围该榜单,同时也成为唯一进入该榜单的大健康领域企业,体现了高济健康成熟的数字化全域...

2024-04-26 13:38

5月1日起,人类遗传资源管理工作由国家卫健委负责资讯

5月1日起,人类遗传资源管理工作由国家卫健委负责

近日,科技部发布公告称,根据中华人民共和国国务院令第777号,《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》(以下简称“条例”)已于2024年2月2日经国务院第25次常务会议修订通过,...

2024-04-26 13:19

又一款国产GLP-1类新药申报上市资讯

又一款国产GLP-1类新药申报上市

近日,常山药业发布公告宣布,由其控股子公司常山凯捷健生物开发的1类新药艾本那肽注射液提交的上市申请(NDA)已获得国家药监局受理,申报的适应症为治疗2型糖尿病。

2024-04-26 11:29

上海医药美团旗舰店正式上线,新零售渠道布局再启新程资讯

上海医药美团旗舰店正式上线,新零售渠道布局再启新程

这是上海医药继3月上线京东旗舰店后,围绕医药新零售生态布局进行延链拓展的又一里程碑。

2024-04-26 10:57

2023年凯西集团营收突破30亿欧元,彰显不断创新与可持续发展的承诺资讯

2023年凯西集团营收突破30亿欧元,彰显不断创新与可持续发展的承诺

4月26日,凯西集团公布了2023年最新财报业绩,凯西集团(Chiesi Group)是一家以研发为基石的意大利国际制药集团,总部位于意大利帕尔马,业务覆盖全球31个国家和地区。

2024-04-26 10:15

因价格虚高被约谈降价的药品资讯

因价格虚高被约谈降价的药品

近日,山西省药械集中招标采购中心发布公告称,根据国家医疗保障局《关于通报部分价格虚高药品约谈结果并抓好落实的函》相关要求,现将相关企业的部分产品价格进行调整。值得注...

2024-04-25 22:46

华东医药 2024年一季度营收超百亿元,延续稳定增长态势资讯

华东医药 2024年一季度营收超百亿元,延续稳定增长态势

同日,华东医药发布公告,其高端透明质酸产品MaiLi Extreme的Ⅲ类医疗器械注册申请获得NMPA受理,医美板块又迎来重要进展。

2024-04-25 21:05

“世界防治疟疾日”:国际SOS发布相关健康提示资讯

“世界防治疟疾日”:国际SOS发布相关健康提示

在4月25日“世界防治疟疾日”之际,世界领先的健康和安全风险服务企业国际SOS呼吁企业组织加入这场对抗这种潜在致命但高度可预防的疾病的行动中。今年世界防治疟疾日的主题是“...

2024-04-25 17:55

“全程『宝』护,早有准备” 儿童预防接种科普活动启动资讯

“全程『宝』护,早有准备” 儿童预防接种科普活动启动

本次活动通过生动吸睛、深入浅出的趣味科普,向广大婴幼儿家庭普及疾病预防知识,提高及早全程接种儿童疫苗的意识以及对联合疫苗的认知,守护更多中国宝宝健康成长。

2024-04-25 13:15

掌握呼吸道传染病基本知识,科学应对流感资讯

掌握呼吸道传染病基本知识,科学应对流感

近日,中华医学会儿科学分会名誉主任委员申昆玲教授接受新华网专访,详解儿童呼吸道传染病的流行形势,尤其强调了应对“每年必来”的流感的防治策略。

2024-04-25 09:38