我国乳腺癌患者数量,至上世纪末便一直呈现上升趋势,成为当前社会不可忽视的重大公共卫生问题。关于乳腺癌的相关研究从未停止,各国科学家都在探索乳腺癌的病理机制,希冀能够有效的提高乳腺癌治疗效果,延长患者生存期。近期一项关于乳腺癌前沿报告发现,乳腺癌细胞分裂的变阻器——TRIM37 ,这或将为乳腺癌患者治疗提供思路。
同源重组是修复DNA的主要机制,多腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)抑制剂可有效治疗DNA同源重组修复功能缺陷的乳腺癌。不过,DNA同源重组修复功能缺陷仅存在于一部分乳腺癌,故有必要明确基因不稳定所致乳腺癌的其他机制及其靶向治疗策略。近期,研究人员发现:细胞分裂的“变阻器”TRIM37 ,有望为乳腺癌的细胞中心体靶向治疗做贡献。
该项研究于9月9日发表在《Nature》上,题为:“Targeting TRIM37-driven centrosome dysfunction in 17q23-amplified breast cancer”。
该团队致力于研究的乳腺癌细胞过度表达物质TRIM37蛋白。根据《自然》杂志的发表,一种被称为centrinone的PLK4抑制剂会破坏中心粒的细胞结构活性。但是这些肿瘤依赖于中心粒,正常细胞绕过这些细胞来分裂。
细胞有丝分裂期间形成的纺锤体由细胞微管构成,而细胞微管由细胞中心体负责催化。细胞中心体在每个细胞有丝分裂周期复制一次,其过程受到蛋白激酶PLK4控制。当PLK4受到化学抑制时,细胞分裂将继续进行,而不需细胞中心体复制,从而产生无细胞中心体的细胞,这些细胞表现为细胞中心体纺锤体组装延迟。
泛素连接酶TRIM37低表达可加速不需中心体的纺锤体组装,并促进PLK4抑制后的细胞增殖,而TRIM37高表达可抑制不需中心体的纺锤体组装,从而导致有丝分裂失败和细胞增殖停止。
TRIM37基因所在的17号染色体长臂第2区第3条带(17q23)扩增可见于大约10%的乳腺癌,此类乳腺癌对PLK4抑制剂高度敏感。灭活TRIM37可促进不需细胞中心体的细胞有丝分裂,因为TRIM37可阻止PLK4形成凝聚体,催化组装不需要细胞中心体的纺锤体。相反,TRIM37高表达通过降解分子量为192千道尔顿的细胞中心体蛋白质(CEP192)可抑制细胞中心体组装纺锤体,故TRIM37是细胞有丝分裂对PLK4抑制剂敏感性的重要决定因素。
调节细胞有丝分裂的细胞中心体如果被耗尽,可诱发17q23扩增癌细胞死亡,17q23扩增是基因拷贝数畸变的常见原因,并与基因不稳定程度密切相关。利用PLK4小分子抑制剂可引起细胞中心体耗尽,从而触发TRIM37过表达细胞有丝分裂期死亡。
TRIM37可抑制细胞中心体的中心粒周物质,对于缺乏细胞中心体的17q23扩增细胞,TRIM37过表达可阻止中心粒周物质聚集,从而阻止细胞微管构成纺锤体,阻止细胞有丝分裂。此外,TRIM37过表达可延迟细胞中心体成熟并分离进入细胞有丝分裂,从而增加有丝分裂错误率,引起基因不稳定。
停止细胞分裂是治疗癌症的合理思路,其他研究小组也正在追求。牛津大学,乌普萨拉大学和卡罗林斯卡研究所的科学家进行的一项研究发现,关闭一种叫做DHODH的酶可以阻止癌细胞分裂。
牛津-约翰?霍普金斯大学的研究人员认为,他们的发现为使用靶向中心体的药物治疗17q23扩增的乳腺癌提供了理论依据。
该研究的共同作者安德鲁?霍兰德(Andrew Holland)在一份声明中说:“该想法是鉴定出高水平TRIM37的肿瘤,并使用PLK4抑制剂选择性杀死癌细胞,并使健康细胞相对不受伤害。”
PLK4抑制剂已经在临床试验中。该药物被称为CFI-400945,由加拿大科学家开发,目前正在与阿斯利康的PD-L1抑制剂Imfinzi联合用于三阴性乳腺癌的2期试验中。该药物先前在实体瘤患者的1期试验中诱导了有限的反应,没有任何生物标志物的预选。
Holland和他的同事现在正在寻找更稳定的PLK4抑制剂用于进一步开发,并试图确定对PLK4抑制敏感的其他人类癌症类型。
因此,两项研究结果表明,PLK4抑制后的细胞组装纺锤体取决于细胞中心体TRIM37水平,TRIM37引起基因不稳定是17q23扩增乳腺癌的关键机制,为此类乳腺癌的细胞中心体靶向治疗奠定了基础。
现在,乳腺癌已经进入了综合治疗时代,形成了乳腺癌局部治疗和全身治疗并重的模式。不过国内部分医院仍然依赖于乳腺手术,通过切除乳房来防止癌细胞扩散。尽管这种方式的治疗效果较为理想,不过对于早中期乳腺癌患者可以通过综合治疗来保留乳房,毕竟乳房是女性外在的第二特征。美国基于多学科会诊为基础,为患者量身制定个性化诊疗方案。想要保乳的国内乳腺癌患者可以选择去美国接受更好的治疗。
参考资料:
【1】https://www.fiercebiotech.com/research/blocking-tumor-cell-division-to-stop-breast-cancer
【2】https://www.nature.com/articles/s41586-020-2690-1