人体由多种细胞组成,从骨骼,脑部到肝脏和肺部。每种细胞类型由其产生的蛋白质的特定组合决定。虽然皮肤细胞中含有一种叫做角蛋白的坚固蛋白质,这种蛋白质可以提供它们的结构,但胃细胞会产生强大的消化酶来分解食物。
被称为转录和翻译的基本过程在癌细胞中不能正常工作,因为它们含有错误数量和类型的蛋白质。结果,细胞不能正常发挥作用,并且它们失去控制以形成肿瘤。
在玛丽居里国际离任奖学金MarieCurieInternationalOutgoingFellowship的支持下,SOX项目花了两年时间研究健康和癌细胞之间翻译的确切差异,现在的目的是将这些知识转化为潜在癌症治疗的想法。
“在过去的几十年里,人们一直专注于转录,”来自瑞士苏黎世大学的研究员AtamanSendoel说。“我们现在已经知道,在确定细胞蛋白水平时,翻译与转录一样重要。”
有缺陷的工厂
蛋白质由基因内编码的配方产生。当需要制造特定的蛋白质时,相应的基因被“读取”以产生称为RNA的分子信息;这个过程叫做转录。细胞内的分子“工厂”,称为核糖体,然后使用RNA中的说明将正确的蛋白质组合在一起-这被称为翻译。
Sendoel的工作重点是一种常见的皮肤癌,称为鳞状细胞癌,使用小鼠作为人类疾病的模型。这些癌症是由一种名为SOX2的过度活跃的基因驱动的,它可以作为一种“不朽因子”,使细胞不断增长和繁殖。
利用一种称为核糖体分析的技术,Sendoel准确研究了当RNA被翻译成蛋白质时会发生什么,寻找健康细胞和鳞状细胞癌之间过程中的关键差异。
他发现癌细胞中的核糖体转向另一种产生蛋白质的方式。他们不是按照自己的意愿翻译正确的RNA信息,而是开始制造与癌症生长相关的不需要的蛋白质。
仔细观察,Sendoel发现,关键的区别在于一种叫做eIF2的蛋白质,它可以启动健康细胞的翻译过程。然而,在癌细胞中,这种分子被替代版本(称为eIF2A)取代,后者驱动了流氓蛋白的产生。
错误开始
“如果我们阻止这种替代蛋白质生产系统,那么根本不会形成癌症,”Sendoel解释说。“当我们观察患有头颈部鳞状细胞癌的患者时,我们发现肿瘤中eIF2A水平较高且替代蛋白质产生较多的人的总体存活时间要短得多,这表明针对这种替代性翻译计划可能是一个很好的治疗癌症的策略选择。“
Sendoel目前正致力于筛查技术,以寻找阻断eIF2A的药物,这可能成为未来癌症治疗的基础。他还在研究异常翻译是否与其他类型癌症的发展有关。
“我们距离在诊所使用的药物还有很长的路要走,而且介于两者之间有很多障碍-但这绝对是非常令人兴奋的!”