國立癌癥研究所(NCI)在去年11月27日出版發(fā)行的Molecular Cancer Therapeutics上,,以“聚焦分子圖譜”為專題刊登了系列研究文章,就分子圖譜(molecular profiling)領域中如何應用基因組和蛋白質組數據進行新藥和生物標志物的發(fā)現予以重點介紹,,展示了該領域的最新研究和進展情況,。
系列文章的開篇之作以卵巢癌個體化治療方案的生物標志物的發(fā)現為例,介紹分子圖譜的應用價值,。與此同時,,雜志編輯還在系列文章前發(fā)表了評論。
NCI負責人John Niederhuber對開辟這個專題系列文章是這樣介紹的:分子圖譜不是就某個特殊的基因或蛋白質提出一種理論假設,,然后再設計實驗對其進行驗證,而是采用了更加宏觀的癌癥研究方法,,在一次實驗中就對成百上千基因表達進行研究,,繪制出與癌癥相關的人類基因藍圖,。分子圖譜的繪制將加快我們對癌癥分子學基礎的理解,并因此為癌癥診斷,、治療和預防提供新途徑,。
癌癥這個詞至少包含了200多種不同的疾病,這些疾病的共同特征就是由于基因變化所導致的不受控制的細胞分裂和生長,。如果將人類基因組排序前的癌癥研究稱為作坊式經濟的話,,那么,現在的癌癥研究可以稱得上是一次工業(yè)革命,。這個新時代的特征就是使用諸如微陣列等先進手段和工具,,對人基因組中的全部基因(20000~25000個)同時進行研究。
系列文章將通過對不同癌癥的基因圖譜進行對比研究后,,實現個體化抗癌治療方法所需的工具或手段,。
NCI基因組學和生物信息學小組負責人John Weinstein指出,當生物醫(yī)學科學家對基因組數據的使用和捏合達到能夠隨意生成理論假設并對這種假設進行驗證的程度時,,實現分子圖譜真正價值的時刻就會來臨,。
在其中另一篇由Weinstein等撰寫的文章里,詳細介紹了他們通過癌細胞系NIC-60,,對左旋門冬酰胺酶(L-ASP)作用機制的分析研究情況,。從上世紀70年代開始,L-ASP這種細菌酶就被用于急性淋巴母細胞白血病的治療,,L-ASP吞噬血液中游離的門冬酰胺分子,,門冬酰胺是合成細胞蛋白質的20種必需氨基酸之一,正常細胞能夠利用門冬酰胺合成酶(ASNS)生成自己所需的門冬酰胺,,但是,,L-ASP能夠有選擇性地使癌細胞不能產生足夠的維持生長的門冬酰胺,從而使癌細胞饑餓性死亡,。
最新研究提示L-ASP活性和ASNA之間存在關聯,,NCI研究小組對NCI-60 卵巢癌細胞系的ASNA基因活性采用5種微陣列技術進行分析,對ASNA 活性和L-ASP抗癌作用進行的實驗表明,,L-ASP的效果與ASNA基因活性的減弱有很強的相關性,。采用RNA干擾技術將ASNA的活動水平降低5倍,結果,,L-ASP殺滅癌細胞的效果增加了500多倍,這表明,,ASNA表達水平是L-ASP效果的主要決定因素,。并且,L-ASP的這種效果在對多種常規(guī)治療手段不敏感的卵巢癌細胞仍然得以維持,。
Lorenzi 稱,,ASNA表達水平能夠最終成為一種有用的工具,,用于卵巢癌病人的篩選,將最適合L-ASP治療的病人甄別出來,,我們期待這一天的到來,。這項研究為NIC-60細胞系作用的發(fā)揮提供了一個范例。對NCI負責的另外一項研究也是一種補充,,這個項目就是對臨床腫瘤進行分子圖譜繪制的 Cancer Genome Atlas,。TCGA是2005年由NCI和國立人類基因組研究所共同發(fā)起的一個合作試點項目,為期3年,,資金1 億美元,,TCGA目的:利用從癌癥病人身上獲取的組織標本,系統地探索人類幾種癌癥的基因組變化情況,。而采用包括NCI-60在內的癌細胞系進行的研究,,與臨床所見腫瘤是有區(qū)別的,TCGA的研究對象是臨床腫瘤,,不是實驗室腫瘤,;細胞株數量無限,處理時較容易,,在驗證研究成果時具有的價值無容置疑,,但是采用癌細胞系進行研究所得出的結論不一定就能反映出臨床腫瘤的全部特征,。
將研究重心轉移到分子圖譜,,實際上就是從小范圍探索轉變?yōu)榇笠?guī)模研究,其必要性在于導致癌癥的基因變化是發(fā)生在整個基因組這個大環(huán)境下的,,癌癥病人的基因改變不會都一樣,,癌癥本身也不一樣,治療上也就需要區(qū)別對待,。