2016年4月7日Cell期刊报道,在一项新的研究中,由来自美国麻省理工学院-哈佛大学布罗德研究所、哈佛大学欧洲杯竞猜平台和布莱根妇女医院的研究人员领导的一个国际团队发现,急性骨髓性白血病(acute myeloid leukemia, AML)干细胞——产生一种侵袭性血癌——不能够在其内部的昼夜节律失常时存活下来。
这种昼夜节律(circadian rhythm,也译作生物钟) 作为包括人类在内的生物有机体的计时系统发挥作用。昼夜节律按照大约24小时的日循环,影响我们的醒睡周期、代谢、激素产生和其他的功能。这种日循环与诸如光线和温度之类的环境条件一起运作。
在这项新的研究中,研究人员发现这种生物钟回路在健康的造血干细胞和癌变的AML造血干细胞中都起作用。然而有趣的是,破坏这种回路——实际上就是破坏这种生物钟的运转——损害AML干细胞的活性,同时让健康的造血干细胞相对不受伤害。
令研究人员吃惊的是,在这种筛选中脱颖而出的两种基因是Clock和Bmal1——已知它们一起发挥作用,调节体内生物钟。
利用其它的方法(包括短发夹RNA、CRISPR/Cas9和小分子化学物)证实这些发现后,研究人员利用一种仅在血细胞内剔除Bmal1基因的基因敲除模式小鼠开展研究。他们发现尽管AML干细胞的生长需要Bmal1,但是正常的造血干细胞即便在Bmal1基因不表达时也能够存活。
论文通信作者Ebert说,“我们证实白血病细胞对生物钟回路具有更大的依赖性:这两种基因的表达是白血病细胞存活所必需的,而正常的造血干细胞能够在它缺乏时存活下来。这正是我们在癌症生物学研究中所寻找的东西——癌细胞相对于正常细胞的依赖性。这种依赖性可以是一种治疗靶标。”
尽管研究人员强调还需要确定这种依赖性是否能够被用来开发一种治疗方法,但是他们说这些发现很有可能为未来的研究奠定基础。
论文第一作者Puram说,“下一步就是确定操纵生物钟是否可能具有治疗价值,这种操纵是通过一种药物直接干扰这种回路,或者通过在AML细胞一天内特别脆弱的时候进行化疗药物给药——一种被称作‘时间疗法(chronotherapy)’的方法——来完成的。” 已证实时间疗法有望用于治疗其他的诸如胃肠道癌和乳腺癌之类的癌症,但是在此之前还未证实它是否有效地治疗白血病。
这些新发现对生物钟在AML中的作用提供关键性认识,也提示着时间疗法可能有朝一日成为AML或其他血癌患者的一种有效的治疗方法。 (新闻来源:生物谷 Bioon.com)
Core Circadian Clock Genes Regulate Leukemia Stem Cells in AML
http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.03.015