肿瘤发展和生长过程中，由于肿瘤的快速生长，导致血管输送的营养及氧气都不足，这就促使肿瘤细胞进化以适应低氧环境。为了在低氧环境中存活并生长，肿瘤细胞会合成更多的缺氧诱导因子1（HIF-1）。HIF-1可以通过感知氧水平的降低促进细胞功能发生一系列改变，包括改变代谢方式、发送促进新血管生成的信号等，因此目前认为低氧环境中肿瘤主要依靠HIF-1的功能而存活生长。
基于此，南安普敦大学的Ali Tavassoli教授及其同事Ishna Misry一起领导了这项最近发表在《ACS Synthetic Biology》杂志上的新研究，他解释道：“为了更好地了解HIF-1在肿瘤中发挥的作用并充分展示抑制这个蛋白在肿瘤治疗中的潜力，我们对一种人类细胞进行基因改造，给它添加了一种基因回路，这个回路可以促进细胞在低氧环境中产生HIF-1的抑制分子。”
“我们已经成功改造出了这样一种基因工程化细胞，它可以产生HIF-1抑制分子抑制细胞中HIF-1的功能，和预期一样，它的表达可以限制细胞在营养缺失环境中的生存和生长。”
“从更大的角度讲，我们给于了这些基因工程细胞一种回击的能力--去抑制肿瘤细胞中一个关键蛋白的功能。这可能促使‘哨兵回路’的产生和使用，这种‘哨兵回路’可以根据环境或细胞状态的改变生成可以靶向包括肿瘤在内的一系列疾病的生物活性分子。”
这个基因回路嵌合在人细胞系的染色体中，可以编码这个环肽HIF-1抑制因子需要的RNA，这个抑制因子可以受到低氧刺激而产生。研究小组发现就算这个因子直接在细胞中产生，也可以抑制HIF-1下游信号，抑制这些细胞适应缺氧环境。
这些研究人员下一步的工作是确定这种方法在肿瘤模型中产生肿瘤抑制因子并抑制肿瘤生长的可能性。
Tavassoli教授强调：“这项工作的主要应用是避免了我们自己合成并添加抑制剂，这样生物学家可以采用我们的方法更方便地研究HIF-1的功能，也许可以发现HIF-1在肿瘤中更多的功能。这也可以让我们知道在相关肿瘤模型中单纯抑制HIF-1的功能是否足以抑制肿瘤生长。这项工作另一个有趣的方面是它揭示了这样一种可能性：我们将来也许可以在人类细胞中加入新的反应机制使细胞可以对疾病信号产生反应，自己合成治疗性药物进行自我治疗。”
来源：转化医学网
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