科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了在肌肉細(xì)胞基因調(diào)控中發(fā)揮作用的獨(dú)特基因組
約克大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一組獨(dú)特的基因,這些基因在肌肉細(xì)胞基因表達(dá)和分化中發(fā)揮作用,可能導(dǎo)致新的治療靶點(diǎn),以防止肌肉癌的擴(kuò)散。
研究人員分析了肌肉細(xì)胞中的基因網(wǎng)絡(luò),發(fā)現(xiàn)Smad7和β-catenin蛋白在體內(nèi)協(xié)同作用,調(diào)節(jié)肌細(xì)胞分化,生長(zhǎng)和修復(fù)。當(dāng)這些調(diào)節(jié)蛋白協(xié)調(diào)工作時(shí),它們控制正常基因表達(dá)的途徑,導(dǎo)致正常的骨骼肌細(xì)胞。
該研究發(fā)表在“細(xì)胞死亡與疾病”雜志上,表明Smad7與β-連環(huán)蛋白復(fù)合物之間的功能失調(diào)關(guān)系可導(dǎo)致肌細(xì)胞分化受損 - 這是一些軟組織癌如Rhabdomyosarcoma(RMS)的標(biāo)志。這種罕見的癌癥,通常影響兒童,在軟組織中形成,主要是骨骼肌組織,有時(shí)在膀胱或子宮等中空器官中形成。
這些橫紋肌肉瘤細(xì)胞中發(fā)生的是它們具有類似肌肉細(xì)胞的特征,但不同之處在于正常肌肉細(xì)胞停止分裂,“
John McDermott,科學(xué)系,生物學(xué)系教授,研究主任和貢獻(xiàn)作者
McDermott說(shuō)這些細(xì)胞看起來(lái)像肌肉細(xì)胞,就它們的功能和表型而言,但它們不會(huì)停止分裂,這就是它們?cè)隗w內(nèi)不同部位形成腫瘤的原因。
“我們的想法是,這些細(xì)胞在分化程序中存在缺陷的部分原因,即它們會(huì)停止分裂,因?yàn)樾盘?hào)通路中存在異常,β-連環(huán)蛋白復(fù)合物在這些細(xì)胞中會(huì)被降解??刂疲?ldquo;麥克德莫特說(shuō)。“如果我們能夠穩(wěn)定這些細(xì)胞中的β-連環(huán)蛋白和Smad7復(fù)合物,你可能會(huì)鼓勵(lì)它們分化并停止增殖,這意味著你要阻止這些細(xì)胞在腫瘤中生長(zhǎng)。”
這項(xiàng)研究是在約克的肌肉健康研究中心進(jìn)行的 - 這是加拿大首個(gè)此類研究中心,該研究中心側(cè)重于骨骼肌對(duì)加拿大人整體健康和福祉的重要性。這種新的分子遺傳學(xué)發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致針對(duì)這些特定分子的癌癥治療策略。
“直到你知道事情是如何正常工作的,很難針對(duì)任何特定的東西,因此在評(píng)估癌細(xì)胞的異常功能之前,確定分子的正常功能至關(guān)重要,”McDermott說(shuō)。“這樣就可以對(duì)特定分子進(jìn)行治療性靶向,從而開發(fā)藥理學(xué)來(lái)治療這種病癥,或者在某些情況下,可以使用已有的藥理學(xué)。”該研究還定義了肌肉萎縮和癌癥治療干預(yù)的新分子靶點(diǎn)。
研究小組由博士生Soma Tripathi領(lǐng)導(dǎo),包括研究助理兼博士Tetuaki Miyake,專注于了解轉(zhuǎn)錄因子在編排組織特異性基因表達(dá)和分化中的作用。他們通過(guò)鑒定在肌肉發(fā)育過(guò)程中參與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的DNA結(jié)合蛋白來(lái)做到這一點(diǎn)。該研究還確定了新的肌肉再生調(diào)節(jié)劑,這也可以為制藥業(yè)開辟新的治療方法,以解決老齡化人群正常但衰弱的肌肉損失問題。
“肌肉再生是一個(gè)高度復(fù)雜的過(guò)程,受各種轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控,這些轉(zhuǎn)錄因子本質(zhì)上是通過(guò)與基因組內(nèi)的特定基因結(jié)合來(lái)幫助打開或關(guān)閉基因的蛋白質(zhì),”Tripathi說(shuō)。“我們相信兩種這樣的轉(zhuǎn)錄因子Smad7和β-catenin在肌肉發(fā)育和修復(fù)所需的特定基因表達(dá)模式中起著關(guān)鍵作用。”
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