近日，紐約大學(xué)醫學(xué)院的科學(xué)家們在T細胞急性淋巴性白血?。═-ALL）中，發(fā)現NOTCH-1信號通路可以劫持熱休克轉錄因子1（HSF1）信號通路，預示阻斷HSF1信號通路中的一個(gè)或多個(gè)基因可能是治療這一惡性疾病的新途徑。其試驗結果于近日發(fā)表在《Nature Medicine》雜志上，這是第一次發(fā)現激活HSF1信號通路與一種白血病直接相關(guān)。
NOTCH-1在T細胞發(fā)育中起到關(guān)鍵作用。50%的T-ALL患者中有具有NOTCH1基因點(diǎn)突變，而且NOTCH1在小鼠造血細胞中的過(guò)度表達可能引發(fā)T-ALL。在無(wú)應激條件下，Hsp70和Hsp90都被證明是HSF1的抑制物，它們與HSF1相互作用，以將其保留在細胞質(zhì)中。而在應激刺激下，Hsp70和Hsp90與未折疊的蛋白質(zhì)相互作用，從而釋放HSF1單體進(jìn)入細胞核，進(jìn)一步激活HSF1轉錄。HSF1的轉錄激活強烈誘導分子伴侶基因表達，分子伴侶起到補救蛋白質(zhì)錯誤折疊和重建細胞穩態(tài)的作用。一旦錯誤折疊和損壞的蛋白質(zhì)被重折疊或降解，Hsp70和Hsp90與細胞溶質(zhì)中的HSF1相互作用，抑制其活化并恢復分子伴侶基因的基礎轉錄水平。
在具有多種形態(tài)的癌癥中，可以觀(guān)測到大多數Hsp蛋白以及HSF1的表達增加。然而，盡管這一變化的普遍性和程度表明一種或多種普遍存在的機制導致了Hsp蛋白的增加，但幾乎沒(méi)有可以確定機制的可靠數據。此外，腫瘤蛋白質(zhì)組似乎對Hsp90靶向藥物非常敏感。目前假說(shuō)認為癌細胞逐漸對分子伴侶“成癮”，其水平升高并允許腫瘤蛋白質(zhì)擴增。
本文中，研究人員發(fā)現HSF1和熱休克反應下游介質(zhì)的表達在T-ALL中均在轉錄水平上調。研究人員通過(guò)增加NOTCH1活性，對T-ALL小鼠身上阻斷HSF1，在殺死所有癌細胞的同時(shí)，小鼠存活并保持正常的造血功能。這一證據表明HSF1對T-ALL癌細胞的存活是至關(guān)重要的。此外，還發(fā)現當在小鼠骨髓干細胞中移除HSF1后，沒(méi)有產(chǎn)生不良反應，并且沒(méi)有中斷健康的血細胞生成。對T-ALL小鼠和人細胞中的進(jìn)一步實(shí)驗結果表明，沉默產(chǎn)生Hsp90的相關(guān)基因能有效地殺死白血病細胞，尤其是那些同時(shí)具有NOTCH1和Hsp90活性的細胞。
值得注意的是，研究證明了T-ALL致癌基因NOTCH1通過(guò)誘導HSF1及其下游效應子的表達來(lái)劫持細胞應激反應機制。NOTCH1信號傳導狀態(tài)控制伴侶蛋白/共伴侶蛋白復合物的水平，并決定了T-ALL患者樣品對Hsp90抑制的反應。數據證明了致癌基因和非致癌基因成癮介質(zhì)之間的整體串擾，并揭示了可以治療靶向的熱休克反應途徑的關(guān)鍵節點(diǎn)。
這一研究的主要研究員，紐約大學(xué)Langone健康學(xué)院Perlmutter癌癥中心病理學(xué)系教授兼主任Iannis Aifantis博士說(shuō)：“我們的研究顯示NOTCH1通路如何劫持HSF1通路，以促進(jìn)腫瘤生長(cháng)。癌細胞過(guò)度驅動(dòng)了健康細胞負責應對壓力的系統反應。”
鑒于阻斷Hsp90的一種在研藥物PU-H71已經(jīng)在早期臨床試驗中作為乳腺癌的治療方法進(jìn)行了測試，PU-H71也可能很快用于T-ALL患者的臨床試驗。PU-H71在動(dòng)物和人體細胞的實(shí)驗結果顯示，阻斷Hsp90只殺死癌細胞，Aifantis博士認為它的使用可能比目前的T-ALL治療產(chǎn)生更少的副作用。
研究的第一作者，NYU Langone的博士后研究員Nikos Kourtis博士說(shuō)：“進(jìn)行靶向治療，只殺死癌細胞，這可以真正促進(jìn)我們治療T-ALL，這一主要影響兒童的疾病。”目前有五分之一的患病兒童在接受治療后會(huì )在十年內復發(fā)。他同時(shí)指出，其它嘗試直接阻斷NOTCH1療法的失敗，是因為對與該途徑相關(guān)的健康細胞產(chǎn)生了不良影響。
Aifantis的團隊接下來(lái)計劃研究由HSF1信號途徑中激活的基因產(chǎn)生的另外八種蛋白質(zhì)的作用，是否有針對T-ALL的抗癌活性。該團隊還希望開(kāi)啟Hsp90抑制劑針對T-ALL的臨床試驗。
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