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作者：Liz Zee

導讀：加州大學舊金山分校和聖地亞哥分校的研究人員已經繪製出了兩種癌症的數百種突變是如何影響蛋白質活動的，而蛋白質是導致癌症的最終因素。這項工作為確定新的精準療法指明瞭方向，這種療法可能會避免目前許多化療常見的副作用。

加州大學舊金山分校定量生物科學研究所的主任Nevan Krogan說，“這是一個全新的癌症研究方法，”他是資深作者之一，與加州大學聖地亞哥分校醫學院教授Trey Ideker一起於昨日在《Science》期刊上發表了三篇相關論文。“我們意識到，我們需要另一種方法來研究癌症，而不僅僅是利用DNA來研究。”

Krogan和Ideker將研究物件轉向了蛋白質，蛋白質在人體中執行絕大多數的功能，其種類遠遠超過基因，為研究癌症提供了更廣闊的視角。

Ideker說：“我們正在將有關癌症的討論從單個基因上升到蛋白質，這讓我們能夠了解患者身上的不同突變如何對蛋白質功能產生相同的影響，”他指出這項工作展示了新技術的能力——以更精確的方式解釋突變的影響。“我們已經制作了第一張透過蛋白質之間的相互作用來觀察癌症的圖。”

繪製這些圖的活動，被稱為癌細胞地圖倡議（CCMI），正在以巨大的規模揭示這種疾病背後的遺傳模式和組織原則，以及潛在的新療法。研究小組的新研究詳細描述了這種療法，並強調了它應用於乳腺癌和頭頸癌時的發現。

我們的基因包含製造蛋白質的指令。然後與其他蛋白質相互作用，幾乎總是在稱為複合物的大群體中。這些蛋白質複合物通常調節活動或開啟/關閉功能。如果基因發生突變，由此產生的蛋白質複合物也會發生突變。

這些基因突變會影響由此產生的蛋白質複合物的工作。例如，兩種蛋白質之間的特定相互作用可能對於修復受損的DNA至關重要。如果其中一種蛋白質的突變版本的形狀與正常蛋白質不同，它可能無法與其他蛋白質正確地相互作用，DNA可能會無法修復，從而導致癌症。

Ideker說，目前，醫生們將少數突變基因視為生物標誌物（即可量化的指標，比如表示身體狀況的特定分子的存在）來幫助他們確定某種癌症藥物是否會對患者有益。他說：“問題是，我們只發現了少數基因，可以用這種方式來幫助指導FDA批准的藥物的處方。我們的研究提供了一個新的生物標誌物定義，不是基於單個基因或蛋白質，而是基於大型的多蛋白質複合物。”

Krogan說，有一部分基因通常在癌症中發生突變，這些基因中的每一個都可以以數百種不同的方式發生突變。此外，特定蛋白質在不同型別的細胞中可能具有不同的功能，因此乳腺癌細胞中的突變對蛋白質複合物的影響可能與喉部細胞中相同突變的影響不同。

CCMI的目標是繪製由大約60個通常與乳腺癌或頭頸癌相關的基因形成的蛋白質複合物群圖，並觀察每個基因在健康細胞中的樣子。與此同時，他還繪製了兩種癌細胞中數百種基因突變如何影響蛋白質複合物的圖。

這樣做帶來了巨大的計算挑戰。CCMI的合作使該研究小組能夠使用先進的資料分析來揭示突變是否影響了蛋白質之間的相互作用，及其影響程度。Ideker說：“這種細節向我們展示了現有藥物的效果，或者解釋了現有藥物為什麼無法發揮作用。”

作者說，這些廣泛的蛋白質相互作用圖最強大的方面是它們可以為許多其他疾病提供同樣的啟示。例如，他們還在進行類似的研究，研究精神疾病和神經退行性疾病以及傳染病中的蛋白質相互作用。

Ideker和Krogan認為CCMI合作是這種方法背後的真正力量來源。“我們不僅在不同的基因和蛋白質之間建立聯絡，而且在不同的人和不同的學科之間建立聯絡，”Krogan說。這些合作建立了一個基礎設施，使團隊能夠整合一系列資訊，並推動將資料科學應用於複雜疾病的可能性。

Krogan說：“我們完全有能力在各個層面上利用這場變革。我現在很興奮，我們可以在癌症方面有如此大的突破。”

參考資料：

www。science。org/doi/10。1126/science。abf3066

www。science。org/doi/10。1126/science。abf2911

www。science。org/doi/10。1126/science。abf3067

注：本文旨在介紹醫學研究進展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導，請至正規醫院就診。