肿瘤基因“BCL3”的表达机制得到阐明,有望对制定个体化抗癌策略产生积极影响。BCL3在乳腺癌、结直肠癌等多种癌症中呈过度表达,起到促进癌细胞生长、生存和转移的一种“开关”作用。


韩国研究财团5日表示,成均馆大学 Kim Gyeonggyu 教授研究团队阐明了脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的“鸟嘌呤四链体(G4)”结结构如何促进或抑制BCL3表达的调控机制。


通过鸟嘌呤四股螺旋结调控致瘤基因BCL3表达机制的概念示意图。Kim Gyeonggyu 成均馆大学教授提供

通过鸟嘌呤四股螺旋结调控致瘤基因BCL3表达机制的概念示意图。Kim Gyeonggyu 成均馆大学教授提供

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G4结构是指在DNA碱基中鸟嘌呤(G)连续存在的区域形成的DNA四链螺旋结构。研究团队解释称,DNA本来的结构是双螺旋,但在特定部位发现了G4结构,而这种结构可以参与包括基因表达调控在内的多种生命功能。


近期,以生物“开关”为靶点的治疗路径,被视为可补充传统化学疗法和免疫疗法的新概念抗癌药物开发战略而备受关注。这是因为生物开关在精确调控肿瘤基因表达方面发挥作用。


一般认为,肿瘤基因的表达是通过基因启动子(决定基因在何时、何处以及在多大程度上被表达的碱基序列)的DNA序列、转录因子(读取DNA遗传信息并与RNA聚合酶结合以调控转录的蛋白质)、以及由蛋白质和核酸构成的复合体——转录凝聚体来进行调控的。


转录凝聚体是在细胞核内基因转录发生的区域,在“液-液相分离”过程中自发形成的液体状态蛋白质-RNA复合体。它聚集在特定位置,发挥调控基因表达的作用。


不过,迄今为止,仅有部分研究报告指出DNA G4结结构与转录因子结合,有助于形成转录凝聚体并调控肿瘤基因表达,而关于RNA G4所介导的调控机制尚未被揭示。这也是本次研究团队阐明BCL3表达调控机制具有重要意义的原因所在。


研究团队在本次研究中确认,DNA和RNA的G4结分别作为促进(ON)、抑制(OFF)BCL3表达所必需的转录凝聚体形成的“开关”发挥作用的机制。


研究结果表明,DNA G4结通过与转录因子SP1(结合于基因启动子并促进基因转录的蛋白质)结合,形成转录凝聚体,从而作为促进BCL3表达的“激活开关”发挥作用;而RNA G4结则通过将SP1从转录凝聚体中拉出、使凝聚体解体,从而诱导转录抑制,作为“抑制开关”发挥作用。


研究团队还开展了与DNA和RNA G4结结合的药物实验,确认了BCL3表达增加或减少的现象,并证明可以选择性地调控肿瘤基因表达。


这有望成为以患者个体的DNA、RNA G4结为靶点,精确控制肿瘤基因表达的“个体化抗癌治疗策略”的里程碑。


Kim 教授表示:“本研究通过以DNA、RNA G4结为媒介调控转录凝聚体的形成,从而选择性抑制肿瘤基因表达,提出了一种‘新概念抗癌策略’,具有重要意义。研究团队将开展后续研究,验证这一相同机制是否不仅适用于BCL3,也可推广至其他肿瘤基因以及炎症性疾病和神经性疾病。”



另外,本研究在科学技术信息通信部和韩国研究财团推进的中坚研究项目资助下完成。研究成果已于上月30日刊登在国际学术期刊《核酸研究》(Nucleic Acids Research)上。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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