楊柳

●研究進展

國外研究新進展（二）

楊柳

簡介：楊柳，女。醫(yī)學(xué)博士、博士后、浙江省人民醫(yī)院科研部副主任、浙江省人醫(yī)院腫瘤內(nèi)科副主任醫(yī)師，副研究員、中國醫(yī)藥教育協(xié)會腹部腫瘤專業(yè)委員會常委、中國遺傳協(xié)會國際交流委員會委員、中國抗癌協(xié)會胰腺癌專業(yè)委員會青年委員會委員、浙江省抗癌協(xié)會腫瘤靶向與細胞治療專業(yè)委員會委員、國際腫瘤基因組協(xié)作組（ICGC）成員、中國腫瘤基因組協(xié)作組（CCGC）成員。

從事消化道腫瘤的內(nèi)科綜合治療，消化道腫瘤基礎(chǔ)及轉(zhuǎn)化研究。主持國家級課題3項、省部級課題2項、廳級課題1項，發(fā)表SCI收錄論文十余篇，研究成果獲浙江省科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎一項、浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科技獎一等獎一項。

1 二甲雙胍抑制線蟲和癌癥生長的共同機制

近年來，有大量的證據(jù)表明，廣泛用于治療2型糖尿病的藥物二甲雙胍能夠預(yù)防癌癥或減緩某些癌癥的生長。但二甲雙胍抗癌作用的背后機制仍不清楚。通過對秀麗隱桿線蟲進行基因篩選，我們發(fā)現(xiàn)二甲雙胍的兩個反應(yīng)元件：核孔復(fù)合物（NPC）和?；o酶A脫氫酶家族成員10（ACAD10）。該研究證明雙胍類藥物可通過抑制線粒體活性來抑制線蟲的生長，并限制RagA-RagC GTP酶異質(zhì)二聚體通過NPC轉(zhuǎn)運。核排斥使得RagC不能獲得GDP限制狀態(tài)，這種狀態(tài)是刺激mTORC1活化所必需的。雙胍類藥物導(dǎo)致mTORC1失活，隨后誘導(dǎo)ACAD10轉(zhuǎn)錄來抑制線蟲生長。從蠕蟲到人類，這種古老的二甲雙胍反應(yīng)通路都是保守的。限制核孔運輸和ACAD10上調(diào)都是雙胍類藥物降低黑素瘤和胰腺癌細胞的生存能力以及延長線蟲壽命所必需的。這條通路是二甲雙胍殺死癌細胞和延長壽命的共同通路，并且是癌癥潛在的靶點。[An Ancient,Unified Mechanism for Metformin Growth Inhibition in C.elegans and Cancer. Cell.2016,167(7):1705-1718.e13.doi:10.1016/j.cell.2016. 11.055.]

2 阿司匹林通過c-MYC蛋白抑制血小板降低了結(jié)腸癌和胰腺癌細胞增殖能力

阿司匹林是一種抗炎和抗血栓形成藥物，具有減少體外腫瘤增殖和預(yù)防腫瘤發(fā)生的能力，其作為潛在的抗癌劑已成為研究的熱點。研究發(fā)現(xiàn)，低劑量的阿司匹林能夠降低某些癌癥的風(fēng)險。但阿司匹林阻礙腫瘤生長的機制仍不清楚。該研究的目的是為了確定阿司匹林治療對血小板和癌細胞的作用。研究采用的結(jié)腸癌細胞系為從同一例患者分離獲得的具有不同轉(zhuǎn)移潛力的SW480（非轉(zhuǎn)移性）和SW620（轉(zhuǎn)移性）細胞，以及胰腺癌細胞系PANC-1（非轉(zhuǎn)移性）進行實驗。我們發(fā)現(xiàn)血小板可增強SW480和PANC-1細胞的增殖能力，血小板的這種作用依賴于癌蛋白c-MYC的上調(diào)和活化。血小板上調(diào)c-MYC和癌細胞的增殖能力與阿司匹林的抗血小板的濃度相反?？傊?，我們首次發(fā)現(xiàn)阿司匹林可以通過調(diào)節(jié)c-MYC癌蛋白來抑制血小板誘導(dǎo)癌細胞增殖的能力。[Aspirin therapy reduces the ability of platelets to promote colon and pancreatic cancer cell proliferation:implications for the oncoprotein c-MYC.Am J Physiol Cell Physiol.2016 Nov 30:ajpcell.00196.2016.doi:10.1152/ajpcell.00196.2016.]

3 乳腺癌的早期轉(zhuǎn)移

大量數(shù)據(jù)表明癌癥轉(zhuǎn)移通常發(fā)生在腫瘤形成早期，但早期轉(zhuǎn)移擴散的機制尚未明確。通過研究HER2突變的乳腺癌小鼠模型的轉(zhuǎn)移情況，發(fā)現(xiàn)在HER2激活不久，便可誘導(dǎo)孕激素信號通路刺激癌細胞從早期病變遷移，并且促進晚期原發(fā)性腫瘤細胞的增殖。HER2的表達和腫瘤細胞的密度（與microRNA介導(dǎo)的孕酮受體下調(diào)有關(guān)）控制了從轉(zhuǎn)移到增殖的可逆轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)。早期低密度病變的細胞具有更明顯的干細胞特征，至少80%的轉(zhuǎn)移灶來自早期播散性的癌細胞。原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶癌細胞核型、表型分析證實了以上發(fā)現(xiàn)與人類癌癥轉(zhuǎn)移性播散的相關(guān)性 [Early dissemination seeds metastasis in breast cancer.Nature.2016 Dec 14.doi:10.1038/nature20785.]

4 單細胞RNA測序定義人少突膠質(zhì)細胞瘤的分化程度

雖然人類腫瘤受癌細胞的遺傳進化影響，仍有證據(jù)表明癌癥分化程度與發(fā)育途徑以及表觀遺傳程序有關(guān)，其中腫瘤干細胞（CSCs）可以驅(qū)動腫瘤生長并產(chǎn)生分化的子代。然而，在人類實體惡性腫瘤中CSCs仍沒有權(quán)威的證據(jù)。在這里我們通過RNA測序（RNA-Seq）分析了來源于6個IDH1或IDH2突變的人類少突膠質(zhì)瘤的4 347個單細胞，并從全基因組表達信號重建其發(fā)展模式。我們推斷大多數(shù)癌細胞是沿著兩個專門的膠質(zhì)細胞程序分化，而罕見的細胞亞群是未分化的，并與神經(jīng)干細胞表達模式相關(guān)聯(lián)。具有增殖表達標簽的細胞在該罕見亞群中高度富集，這與CSCs主要負責(zé)促進人類少突膠質(zhì)細胞瘤生長的模型一致。拷貝數(shù)變異（CNV）分析顯示腫瘤內(nèi)不同的CNV亞克隆具有相似的細胞分化，這表明少突膠質(zhì)細胞瘤的結(jié)構(gòu)主要由發(fā)育程序決定。雖然需要一個完整的系統(tǒng)發(fā)育樹來明確遺傳進化對推斷分化的影響，但亞克隆點突變分析支持類似的模型。單細胞RNA測序分析在單細胞遺傳進化上為少突膠質(zhì)細胞的分化提供了進一步的見解，并獲得了癌癥干細胞模型的支持，對疾病管理有重大影響。[Single-cell RNA-seq supports a developmental hierarchy in human oligodendroglioma.Nature.2016,539(7628):309-313.doi:10.1038/ nature20123.Epub 2016 Nov 2.]

5 體細胞肝配蛋白受體突變與原發(fā)性結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移擴散相關(guān)

體細胞突變對結(jié)直腸癌（CRC）轉(zhuǎn)移的作用仍未明確。為了尋找結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移過程中出現(xiàn)的突變，我們納入了107例Ⅱ～Ⅳ期的原發(fā)性CRC，其中有半數(shù)CRC發(fā)生過轉(zhuǎn)移，并對676個基因進行了深度的突變分析。在轉(zhuǎn)移性CRC的原發(fā)灶中，屬于絡(luò)氨酸激酶受體的肝配蛋白家族的突變非常廣泛，十倍于非轉(zhuǎn)移病例，并且多發(fā)生于Ⅲ、Ⅳ期腫瘤。原發(fā)灶的突變分析證明肝配蛋白（Eph）受體在腫瘤存在突變。EphB1突變的功能研究發(fā)現(xiàn)，表達EphB1的DLD-1 CRC細胞與表達肝配蛋白-B1的細胞共培養(yǎng)時形成聚集。將EphB1的Ⅲ型纖連蛋白以及激酶結(jié)構(gòu)域的突變與DLD-1 CRC細胞的野生型EphB1相比，EphB1突變減少了肝配蛋白-B1誘導(dǎo)的分室化作用。這些發(fā)現(xiàn)證明EphB受體突變與CRC轉(zhuǎn)移擴散相關(guān)。[Somatic ephrin receptor mutations are associated with metastasis in primary colorectal cancer. Cancer Res.2017 Jan 20.]

6 生物組學(xué)圖像識別臨床預(yù)測的metagenes-編碼細胞形狀和轉(zhuǎn)錄之間網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的基因

臨床結(jié)果（腫瘤分級、生存期）、細胞表型（形狀、信號傳遞）和基因表達，這3者的關(guān)聯(lián)性是癌癥病理學(xué)的基礎(chǔ)。但是表型和分子機制之間的關(guān)系網(wǎng)一直未被研究透徹。細胞表型和臨床數(shù)據(jù)信息的大數(shù)據(jù)集的產(chǎn)生為研究這些機制提供了機會?；趫D像組學(xué)方法，將細胞成像數(shù)據(jù)、基因表達譜和蛋白質(zhì)互作的數(shù)據(jù)整合在一起，系統(tǒng)性地繪制出一幅“細胞形狀-基因網(wǎng)絡(luò)圖”。NF-kappaB，在這一網(wǎng)絡(luò)圖中發(fā)揮著重要的作用。網(wǎng)絡(luò)圖支持NF-kappaB與機械刺激應(yīng)答有關(guān)的理論。通過整合RNAi篩選數(shù)據(jù)，我們確認在細胞形狀-基因網(wǎng)絡(luò)圖中某些部分可通過調(diào)節(jié)NF-κB來刺激細胞形狀變化。這個網(wǎng)絡(luò)可生成預(yù)測NF-κB活性和細胞形態(tài)學(xué)（細胞面積、伸長率和突出性）的基因模型。這些基因?qū)δ[瘤等級和患者預(yù)后也有預(yù)測價值?？傊@些數(shù)據(jù)表明由基因表達和（或）機械力驅(qū)動的細胞形狀變化可以通過調(diào)節(jié)NF-κB的活性來促進乳腺癌進展。研究結(jié)果強調(diào)了在分子水平（信號和基因表達）整合表型數(shù)據(jù)的重要性，從而更好地在細胞和組織水平上理解乳腺癌腫瘤發(fā)生的原因。[Identification of clinically predictive metagenes that encode components of a network coupling cell shape to transcription by image-omics.Genome Res.2017,27(2): 196-207.]

7 癌癥早期診斷指南

癌癥患者的數(shù)量在全球持續(xù)增長，給個人、家庭、社區(qū)和衛(wèi)生系統(tǒng)帶來巨大的身體、情感和財政壓力。許多低收入和中等收入國家的醫(yī)保制度極不愿意為此負責(zé)，并且全球有大量的癌癥患者不能獲得及時和高質(zhì)量的診斷或治療。早期診斷的癌癥，對治療有更好的反應(yīng)，患者可獲得更高的生存率、更少的病灶以及更少的花費。癌癥早期診斷的價值非常明確，并且顯著改善癌癥患者的生活質(zhì)量。有2個不同的方法可提高早期診斷率。健康人群必須知道他們之間的差異以及與特定癌癥類型的相關(guān)性，系統(tǒng)要求并制定最有效的方案。相比篩查，對無癥狀的癌癥患者或無癥狀的目標人群中的癌前病變的早期診斷可在近可能早的階段確診癌癥。

提高早期診斷能力是所有情況下控制癌癥的重要策略，加強衛(wèi)生系統(tǒng)并提供全民醫(yī)保覆蓋。這是基于臨床服務(wù)的核心原則建立的。臨床服務(wù)的核心原則包括社區(qū)授權(quán)和參與、提高健康意識、獲得初級保健，擁有診斷能力（包括病理學(xué)、強有力的轉(zhuǎn)診機制、合作并及時獲得治療）。有效的癌癥護理要求這些服務(wù)協(xié)調(diào)良好并能及時提供。本指南旨在明確癌癥早期診斷的概念來為管理者提供方案，并幫助醫(yī)生實施早期診斷。[Guide To Cancer Early Diagnosis.]

2016-10-08）

（本文編輯：嚴瑋雯）

310014 杭州，浙江省人民醫(yī)院科研部