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2024-05-05 06:25

破坏生物钟可以抑制癌症的生长

北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员发现,打乱生物钟——保持身体以24小时为周期运转的内部计时机制——可以减缓癌症的进展。

该研究反驳了该领域最近的一些研究,这些研究表明,这种日常周期的改变使人类和老鼠易患癌症。北卡罗来纳大学的研究人员发现,在一种通常用于研究癌症的小鼠模型中,改变四个基本“时钟”基因中的一个实际上抑制了癌症的生长。这一发现可以使临床医生重置每个癌细胞的内部时钟,使其更容易受到化疗药物的攻击。

“以这种方式调整生物钟肯定会成为癌症治疗的新目标,”资深研究作者、北卡罗来纳大学莱恩伯格综合癌症中心成员、北卡罗来纳大学医学院生物化学和生物物理学教授萨拉·格雷厄姆·凯南(Sarah Graham Kenan)说。桑卡尔也是美国国家科学院、土耳其科学院和美国艺术与科学院的成员。

桑卡尔说:“我们的研究表明,干扰癌症组织中这些生物钟基因的功能可能是杀死癌细胞的有效方法,也可能是改进传统化疗的一种方法。”他的研究结果发表在2009年2月2日《科学》杂志的在线早期版上。

先前的研究表明,人体自然昼夜节律的破坏会影响人们的健康。护士健康研究(Nurses' Health Study)是有史以来规模最大的流行病学研究之一,该研究发现,夜班护士比白班护士患乳腺癌的几率更高。另一项针对空姐的研究也得出了类似的结论,这些空姐的生物钟因跨大西洋飞行而受到破坏。

然而,当包括桑卡尔在内的科学家开始修补动物模型内部时钟的分子机制时,他们并不总是能看到这样的效果。人类和老鼠的昼夜节律是由“时钟基因”控制的,其中四个是绝对必要的。在四年前的一项研究中,桑卡尔发现,删除小鼠体内的生物钟基因隐色素并不会像之前预期的那样增加癌症的发病率。

虽然改变生物钟基因不会在正常小鼠身上引发癌症,但桑卡尔和他的同事们想看看它是否会在已经易患癌症的小鼠模型中加速肿瘤的发展。因此,在这项研究中,他们修改了小鼠的隐花色素基因,这些小鼠的P53基因也有缺陷,而P53基因在近一半的人类癌症中都发生了突变。研究人员发现,扰乱这些老鼠体内的生物钟并没有加速癌症的发生,反而产生了相反的效果——它使老鼠的寿命延长了50%。

然后,研究人员想知道干扰隐色素基因是如何降低癌症发病率的。通过仔细研究该疾病发展过程中的一系列生物事件,他们确定,这种时钟基因的突变重新激活了能够消除癌细胞的细胞内信号。桑卡尔说,这种策略本质上使癌细胞更容易自杀——通过一种被称为细胞凋亡的过程——以应对紫外线辐射或化疗的压力。

桑卡尔说:“这些结果表明,改变生物钟基因的功能,至少在50%与p53突变相关的人类癌症中,可能会减缓癌症的进展。”“与其他癌症治疗方法相结合,这种方法可能有一天会被用来提高缓解的成功率。”

这项研究得到了美国国立卫生研究院的支持。来自桑卡尔北卡罗来纳大学实验室的研究合著者包括主要作者和博士后Nuri Ozturk博士;Jin Hyup Lee,研究生;和博士后Shobhan Gaddemeedhi博士。

这项研究是在本月早些时候桑卡尔实验室在《美国国家科学院院刊》上发表的另一篇论文之后进行的。研究表明,癌症的化疗在一天中的特定时间最有效,因为这是一种特殊的酶系统——一种可以逆转化疗药物作用的酶系统——在体内处于最低水平的时候。