維生素C能夠“說服”骨髓中有缺陷干細胞成熟并正常死亡,而不是增殖并導(dǎo)致血癌。美國紐約大學(xué)波爾馬特癌癥中心的研究團隊取得了這項發(fā)現(xiàn),研究成果于8月17日發(fā)表在《Cell》上(點擊左下角閱讀原文)。
某些已知的基因變化會降低白血病患者體內(nèi)的TET2酶促使干細胞成為成熟血細胞的能力。新研究發(fā)現(xiàn),維生素C能夠激活小鼠的TET2功能,這些小鼠經(jīng)過基因修改后體內(nèi)缺少這種酶。
Benjamin G. Neel博士是紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)系教授和波爾馬特癌癥中心負責(zé)人,他說:“我們對這一成果非常興奮。高劑量的維生素C可以與其他靶向療法相結(jié)合,成為因缺乏TET2的白血病干細胞導(dǎo)致的血液疾病的治療前景,”
在10%的急性骨髓性白血?。ˋML)患者中發(fā)現(xiàn)了減少TET2功能的遺傳密碼的改變(突變),另有30%是稱為骨髓增生異常綜合征的白血病前型,還有近50%是慢性骨髓單核細胞白血病。這些癌癥會引起貧血、感染風(fēng)險和出血,因為異常的干細胞會在骨髓中增殖,直至干擾血液細胞的生成,隨著人口老齡化,這些病例的數(shù)量一直在增長。
一些針對這些疾病的檢測表明,在美國每年大約有2.5%的癌癥患者(大約是42500人)會出現(xiàn)TET2突變,包括一些淋巴瘤和實體腫瘤患者。
細胞死亡開關(guān)
研究結(jié)果圍繞TET2和胞嘧啶之間的關(guān)系。每個細胞種類都具有相同的基因,但是每個細胞得到不同的指令,只會打開在特定細胞中被需要的基因。
這些表觀遺傳調(diào)節(jié)機制包括DNA甲基化,一種被稱為甲基的小分子附著到胞嘧啶堿基上,從而關(guān)閉包含這些堿基的基因作用。
甲基的反復(fù)附著和移除會調(diào)整干細胞中的基因表達,干細胞會成熟,分化并增殖成為肌肉、骨骼、神經(jīng)及其他細胞類型。這一過程在身體開始形成時就會發(fā)生,但是骨髓會保持干細胞的存在直到成年,在需要的時候會成為替換細胞。對于白血病來說,傳遞血液干細胞成熟的信號出錯,使血液干細胞無盡地增殖并自我更新,而不是形成對抗感染的正常白細胞。
在研究中提到的TET2(Tet methylcytosine dioxygenase 2)酶能夠甲基的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(氧化),甲基需要這種變化才能被從胞嘧啶上移除。這種“去甲基化”作用打開了指示干細胞成熟的基因,并開啟自我毀滅的倒計時,成為正常循環(huán)的一部分。這是一種安全的抗癌機制,而對于血癌患者來說,這一過程被TET2的突變擾亂了。
為了確定在異常干細胞中減少導(dǎo)致TET2功能突變的影響,研究團隊對小鼠進行了基因修改,從而使科學(xué)家們可以打開或關(guān)閉小鼠的TET2基因。
與自然發(fā)生的TET2突變所造成的影響類似,利用分子生物學(xué)技術(shù)將小鼠的TET2基因關(guān)閉也會導(dǎo)致異常的干細胞行為。而當(dāng)研究人員利用基因技術(shù)將TET2基因的表達修復(fù)之后,這些影響就會被逆轉(zhuǎn)了。過去的研究表明,維生素C可以刺激TET2及其“親屬”TET1、TET3的活性。因為通常在TET2突變的干細胞中兩個TET2基因副本中只有一個受到影響,所以研究人員推測,通過靜脈注射高劑量的維生素C打開另一個功能正常的基因,可以逆轉(zhuǎn)TET2缺乏所造成的影響。
事實上,他們發(fā)現(xiàn)維生素C可以像基因技術(shù)一樣修復(fù)TET2功能。通過促進DNA去甲基化,高劑量的維生素C會使干細胞成熟,并且還抑制了植入小鼠體內(nèi)人類患者的白血病癌癥干細胞的生長。
紐約大學(xué)病理學(xué)系助理教授Luisa Cimmino博士說:“有趣的是,我們還發(fā)現(xiàn),維生素C治療對白血病干細胞有類似損傷DNA的作用。因此,我們決定將維生素C和PARP抑制劑共同使用,后者能夠通過阻止DNA修復(fù)的方式導(dǎo)致癌細胞死亡,并已經(jīng)被批準用于卵巢癌治療。”
圖片來源:Cell
研究人員發(fā)現(xiàn),將維生素C和PARP抑制劑結(jié)合可以增強對白血病干細胞的作用,使它們從自我更新轉(zhuǎn)向成熟和細胞死亡。研究結(jié)果還表明,維生素C也可以驅(qū)使沒有TET2突變的白血病干細胞走向死亡,因為它能提升任何正常的TET2活性。
通信作者Iannis Aifantis博士是紐約大學(xué)病理學(xué)系負責(zé)人,他說:“我們的團隊正在大量的患者中系統(tǒng)地確定導(dǎo)致白血病風(fēng)險的基因變化。這項研究表明,異常的TET2驅(qū)使的DNA去甲基化可以作為一種潛在的新型治療方法。”
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