研究的目的要说明问题是如何发现的,即该研究的研究背景是什么,是根据什么、受什么启发而搞这项研究。也要说明该选题在理论上的创新性,来突出自己选题与各个主流观点的差异。而研究的意义,要对所研究问题的实际用处有所了解从生活实际出发进行解读。
你看看这是不是你需要的类型论文,不过我还是建议只是参考,自己写最好了。 干细胞作为一种既有自我更新能力、又有多分化潜能的细胞,具有非常重要的理论研究意义和临床应用价值。近几年来,干细胞的研究取得了重大突破, 1999和2000年,世界最权威的美国《Science》杂志连续2年将干细胞和人类基因组计划列为当年的10大科学突破之首。美国《时代》周刊认为干细胞和人类基因组计划将同时成为新世纪最具有发展和应用前景的领域。为抢占这一科技制高点,世界各国纷纷投入大量的人力、物力和财力加紧研究开发,并已取得应用性成果:2005年10月,美国食品和药物管理局(FDA)也已批准将神经干细胞移植入人体大脑;2005年11月,美国心脏协会报道了干细胞治疗心肌梗塞的204例临床病例的研究报告,其结论是干细胞对心脏功能的改善效果,是没有任何现有临床药物能达到的;日本在2000年启动的“千年世纪工程”中,将干细胞工程作为四大重点之一,于第一年度就投入了108亿日元的巨额资金;瑞典、巴西也于2005年通过立法继续支持干细胞研究,并于2005年进行一项多中心1200病例的用干细胞治疗心脏病的临床应用研究。干细胞技术作为生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术,将可能导致一场医学和生物学革命,给无数疑难病症治疗带来了新的希望。 按照科学家描绘的美妙蓝图,通过干细胞技术的有效应用,今后更换人体器官就像给汽车换零件一样简单,血细胞、脑细胞、骨骼和内脏都将可以更换,即使患上绝症也能绝处逢生。其实,干细胞技术不仅在疾病治疗方面有着极其诱人的前景,而且其对动物克隆、植物转基因生产、发育生物学、新药物的开发与药效、毒性评估等领域也将产生极其重要的影响。干细胞技术是世纪之交最为引人注目的科技成果,被认为是人类生命科学研究的重要里程碑,预示着生命科学研究将进入快速发展时期。 参考资料:
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胚胎干细胞研究在美国一直是一个颇具争议的领域,支持者认为这项研究有助于根治很多疑难杂症,是一种挽救生命的慈善行为,是科学进步的表现。而反对者则认为,进行胚胎干细胞研究就必须破坏胚胎,而胚胎是人尚未成形时在子宫的生命形式。 因此,如果支持进行胚胎干细胞研究就等于是怂恿他人“扼杀生命”,是不道德的,违反伦理的。 布什坚决反对 美国参议院在2006年7月17日就增加政府对胚胎干细胞研究经费拨款的议案进行了辩论。新法案要求,增加联邦政府用于干细胞研究的经费,用于对那些将被遗弃的、处于冷冻状态的临床胚胎进行胚胎干细胞研究。当天进行的辩论可谓相当激烈,正反双方都带着强烈的感情色彩讨论这一议案的利弊。不过,从现在的情形看来,参议院通过此项法案的难度不大。 但让很多人头痛的是总统布什的态度。布什此前已经表示,如果这项议案在参议院获得通过,他将不惜动用总统否决权来阻挠议案付诸实施。17日,白宫再次发表了类似声明,称“他(总统)将对议案行使否决权”。 科学家过去研究胚胎干细胞,都必须在胚胎上“大动手脚”,有人认为这样做就牺牲了胚胎,即间接牺牲了一个未来的小生命,所以惹来了很多伦理上的反对和斥责。白宫的声明说:“这项议案将强迫美国的纳税人为人类胚胎干细胞研究提供经济支持,而我们不应使用公众的钱来支持摧毁生命的行为。” 当然,布什也有很多同盟军,他们也都认为,胚胎是一个未来的生命,不能因为进行科学研究而扼杀生命。再者说,对胚胎干细胞的研究现在还只是停留在最初阶段,距离临床试验还有很长一段路要走,更不用说用于治疗疾病了。“我们不能仅仅因为有的胚胎不能发育成生命就残忍地在它们上面做试验。”共和党参议员吉姆·伯恩宁说。“有谁知道在这一研究领域取得实质性进展之前需要破坏多少胚胎呢?” 支持者据理力争 支持者,特别是一些温和派的共和党人认为,美国人民需要扩大干细胞研究。他们指出,根据自愿的原则,利用一些废弃的胚胎扩大干细胞研究是为美国人所做的正确的事情。干细胞研究被认为是找到老年性痴呆症、帕金森症等神经和大脑疾病新疗法的希望。 前美国第一夫人南希·里根就是一位积极推动此议案形成的热心人士。她的丈夫、前总统里根2004年死于阿尔茨海默氏痴呆症,而如果干细胞研究取得突破,这种疾病以后就有望治愈。“她依然在为此事而到处奔波。”民主党参议员埃德华德·肯尼迪说。“我们都知道,正是由于她的努力,这项议案才有今天,也才有可能取得一个理想的结果。” 参议院司法委员会主席斯佩克特本人是一位癌症患者,而癌症也是一种可以依赖干细胞研究获得治疗的疾病,因此,他也是此议案的拥趸之一。他还把这项议案的反对者比喻作阻挠科学车轮前进的阻力,称他们是“愚蠢的,不理智的,绝对荒谬的。” 而参议院多数党领袖弗里斯特也持有这种观点。他说:“我们将团结起来,使得科学在伦理道德的界限之内继续前进。” 2006年7月19日,美国总统布什上任5年来首次动用总统否决权,否决了参议院一项旨在资助胚胎干细胞研究的提案,此举引起了社会各界的广泛争论和关注。与此相对的是,7月24日,欧盟25国负责科研的部长在布鲁塞尔开会决定,将继续资助欧盟科研人员有限度地开展人类干细胞研究。道德层面的争议已经成为制约干细胞研究的瓶颈,科学与伦理再次成为对立的两方。
近期的科学研究新进展,科学家们已经十分接近量产血球细胞了!这个新进展将能解决血液供给不足,以及骨髓疾病患者的问题,将彻底改变需要频繁输血的疾病治疗模式。
近年来,干细胞的相关研究逐渐扩展,除了生物科学的研究外,更尝试应用于人类医学治疗上。干细胞与体内一般细胞不同,他具有特殊的编程,可以透过自然或诱导的方式,分化成为其他细胞。主要可分为两种,一为胚胎干细胞,具有较强的分化能力,可分化成为多种不同的细胞。另一种为成体干细胞,分化能力较为受限,仅能分化成特定几种细胞,用于修复组织或是汰换掉旧的细胞。2006年时,科学家首次将小鼠的细胞,经过诱导后转变成为iPS多能性干细胞。自此之后开启干细胞领域的大量研究。而从此时开始,科学家就不断尝试利用干细胞来生产新的血液细胞,然而,这是首次这么接近将干细胞分化成为完整功能的血球细胞。
利用干细胞生产血液细胞的目标,是希望可以透过提取患者自身的细胞,将其转变为iPS多能性干细胞后,利用此干细胞不断分化产生新的血液细胞,这样患者就可以自己生产无限供给的血球,不需要倚靠其他健康人们的捐赠。另外,这样的作法也能应用在一般的血液捐赠上,可以使用一般健康捐血者的细胞并将其转变为iPS多能性干细胞,这样将能大幅增加血液供给,提供需要输血的病患使用。来自波士顿儿童医院的Rio Sugimura研究员表示,遗传性的血液疾病患者,甚至可以利用基因编辑的方式,修复遗传缺陷,并成功制造出健康的血球细胞。
第一个发表相关研究的论文中,研究人员使用了iPS和胚胎干细胞,给予他们特殊的化学信号,使干细胞转化为血球前驱细胞,接着再给细胞转录因子,使其成为真正具功能的血球细胞。研究人员发现需要五种转录因子,分别为RUNX1、ERG、LCOR、HOXA5和HOXA9,来强制细胞进入正确的分化程序。波士顿儿童医院的研究负责人Gee Daley表示:「我们非常接近能够产生真正的人类血球细胞,这项工作是20多年努力的结果。」
第二篇研究的作法略有不同,来自纽约威尔康奈尔医学中心(Weill Cornell Medicine)的一个小组不再使用iPS多能性干细胞或胚胎干细胞,而是使用从小鼠肺壁获取的成体干细胞,培养于含有四种转录因子Fo *** 、Gfi1、Runx1和Spi1,且模拟人类血管内环境的培养皿中,此方法能够将成体干细胞直接分化为血球细胞,无需经过iPS的过程。带领团队完成研究的Shahin Rafii表示,他们的实验方法有如直航班机,可以挑过中间的复杂程序。而Daley团队的技术则是转机后才到达目的地。虽说如此,但目前结果仅止于动物实验,哪一种方法在人体中会有更好的效果暂时还不得而知。不过可以期待的是,未来人类或许可以透过简单的方式,自给自足需要的血液供给,在医疗上不再需要仰赖他人捐赠,并且可以修复遗传性的血液或骨髓疾病。
胚胎干细胞(ESC)是指从胚胎囊胚期内细胞群中获取的、具有全分化潜能的干细胞, 不同于与成人干细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性,从理论上讲可以发育为完整个体或定向发育为某一器官或组织。因此,该领域研究被科学家所热衷,这一技术有望被应用于老年痴呆症,帕金森氏症和糖尿病的治疗。但目前得到胚胎干细胞的主要途径就是从5天大的胚胎即胚泡中获得,而且获得胚胎干细胞后,胚胎将被破坏。即使这些实验用的胚胎是生育治疗过程中产生的多余胚胎,仍有许多人反对破坏胚胎来获取胚胎干细胞,反对程度取决于各自的宗教信仰。近年来,尽管人类在胚胎干细胞研究方面取得了很大的进步,但是宗教界人士对此的质疑也没有停止。就在上个月,梵蒂冈教廷发表35页的生物伦理相关文件谴责这种研究,并提出敏感的问题即:如何界定胚胎转变成人的时机,这种转变意味着什么?对此,不同道德和宗教信仰的个人会得出不同答案。英国一家非营利组织——教育信托基金(Progress Educational Trust)2008年11月在伦敦举办了为期一天的研讨会议,世界各主要宗教代表,及相关领域的科学家齐聚一堂,就“胚胎研究的宗教和伦理问题” 进行讨论,会议主题:“胚胎是神圣不可侵犯的吗?”讨论涉及体外受精、胚胎植入前基因诊断等胚胎和生殖技术研究,但重点仍是人类胚胎干细胞研究。大多数出席宗教的代表并不认为,胚胎应该被自动赋予和人类同等的权利。普遍观点是,胚胎人格发生在妊娠的某个时期,宗教称为赋予灵魂(ensoulment),精确时间节点在不同的宗教甚至不同派别之间互不相同,但大多数宗教都认为应该给早期胚胎一定程度的保护。根据犹太教律,一个胚胎应被给与最大的关怀和照顾。如果一个穆斯林信徒将赋予灵魂后(被认为发生在妊娠的40-120天之间)的胚胎堕胎,就等同是谋杀。基督教中的英格兰教会认为,小于14天胚胎不能被视为一个人。但罗马天主教会认为胚胎从受孕起就是生命,摧毁人类胚胎是不道德的。英国曼彻斯特大学生物伦理学约翰哈里斯教授提出不同意见:“坐在这个会议室中的每个人都有3-5个同胞因为我们的诞生而死去。”就是说,即使在自然繁殖过程中,胚胎破坏也是不可避免的,因此利用多余胚胎获得胚胎干细胞研究应该获得支持。自2006年以来,一些研究人员报告通过基因重组技术,可以从成年老鼠、人类、猴子的表皮细胞中生成类ESC多能干细胞。从表面上看,这种研究应该受到反对胚胎研究人士欢迎,因为它提供了一种不用破坏胚胎就能获得胚胎干细胞的途径。但是如果科学家真的找到一种技术,能够将体细胞转变成全能干细胞继而发展成完整的胚胎,新的伦理问题(克隆人)又会接踵而至。相信随着ESC技术的发展,相关的宗教和伦理的辩论会更加复杂和富有感情色彩。如何更好利用科学技术造福人类,而又避免科学与伦理成为对立的两方,这是需要科学家和社会共同思考并解决的问题。(转载)
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三 干细胞是生命科学研究的热点 干细胞是目前细胞工程研究最活跃的领域,随着基础研究、应用研究的进一步深化,这项技术将会在相当大程度上引发医学领域的重大变革,它已成为 21世纪生命科学领域的一个热点。 造血干细胞是最早发现,研究最多和最先用干治疗疾病的成体干细胞,长期以来,一直认为干细胞只属干造血系统,随着干细胞的不断深入研究,近年来,几乎在所有组织中都发现了干细胞,干细胞生物学和干细胞生物工程已成为继人类基因组大规模测序之后最具活力,最有影响和最有应用前景的生命学科。 美国政府已批准投入巨资,给予支持人体胚胎干细胞的研究,并在短短的两年中,成立了几十家以干细胞研究应用为主的生物工程公司,并在美国上市。 日本在2000年度启动的“千年世纪工程”中把干细胞工程作为四大重点之一,并投入大量资金,鼓励有关科学家进行研究。 英国在2000年以多数票通过了允许克隆人类早期胚胎,并从中提取干细胞,进行医疗上的研究等等。 在我国,党和政府也十分重视并大力支持有关研究院所与学校积极开展这项研究工作和成立专门研究干细胞基地,已在北京、上海、天津分别成立干细胞研究中心。近年来北京大学、协和医科大学、上海二医大和军事医学科学院等单位在造血干细胞研究和成体干细胞建库等方面已有相当的基础,并积累了大量经验,相信我国的科学家在不久的将来,在干细胞生物工程研究上必将取得辉煌成就。 另外,在全球的干细胞生物工程研究中,由干胚胎干细胞来源干人类胚胎,必然会遇到来自社会各方面的制约与争论,因此,有些国家对于是否支持干细胞的研究,一直是一个颇有争议的问题,然而随着干细胞生物工程研究的不段深入与发展,相信这些问题都会得到的妥善解决。
摘要: 肿瘤是目前威胁人类健康的重要因素。靶向肿瘤的新药与肿瘤免疫新疗法的研发如火如荼,这些研究为攻克肿瘤带来了全新的希望。但受限于患者作为研究对象的不可操控性,而实验动物与人差异巨大,目前从基础到临床的转化效率极低,肿瘤类器官的兴起为转化医学提供了全新的技术平台。从最初单个肿瘤样本类器官的成功构建,到现在建立了大规模的肿瘤类器官库,肿瘤类器官研究已经成为肿瘤基础和临床研究中的重要工具,尤其在结合基因修饰技术的基础上,对揭示肿瘤发生发展的机制、快速评估肿瘤药物与免疫细胞的治疗效果意义重大。 关键词: 肿瘤;类器官;基因修饰;新药研发;免疫疗法;临床转化 抗生素和疫苗发现以前,传染性疾病曾肆虐全球,是人类健康的头号杀手。而现今,非传染性疾病已成为健康问题的主要影响因素,其中,肿瘤更是首要致死原因。最新统计学数据预测,2018年将有超过1800万新增肿瘤病例,960万肿瘤死亡病例[1],肿瘤所造成的巨大经济、社会负担毋庸置疑。 人类与肿瘤的斗争历史源远流长。从希波克拉底时代开始,就有对肿瘤的描述性研究,包括其生长形态、表面溃烂的形成与否等等,肿瘤(carcinoma/carcinos)在希腊语是螃蟹(crab)的意思,由此,罗马医生将carcinoma/carcinos翻译为cancer,成为癌症的最初定义。近年来,随着理论和技术的飞速发展,包括“肿瘤是不可愈合的创口”、“种子与土壤学说”、“肿瘤免疫互作四部曲”、“肿瘤放射化学药物疗法”、“肿瘤免疫治疗”等,我们对肿瘤的认识日渐深入,部分肿瘤甚至已经有了完全治愈的方法。但目前对绝大多数肿瘤,我们一方面没有有效的预防和监测手段,另一方面可以选择的治疗策略极其有限。因此,对肿瘤的研究一直是生物医药领域的核心热点。有意思的是,每年肿瘤相关研究的学术论文发表量数以万计,绝大多数肿瘤在实验室已经得到了成百上千次治愈,但能真正转化到临床应用的治疗方案却极少。美国食品与药品监管局统计发现,临床前研究具有治疗作用的新药进入临床试验后,85%在早期就被证明没有效果,而那些成功通过三期临床试验的药物,只有一半能被FDA批准进入临床应用[2]。目前肿瘤新药研究的主要工具是体外培养的肿瘤细胞和啮齿类动物(主要是小鼠)上建立的肿瘤模型,但越来越多的证据表明,小鼠与人在疾病过程中的变化及其对药物的反应性存在一定的差异[3]。此外,小鼠模型通常只能模拟人类疾病的一个阶段,无法从病因、时间和进展速度等方面再现人肿瘤发生发展的全过程,在此基础上开发的肿瘤治疗方案,并不能预测其临床应用的有效性。更重要的是,实验小鼠基因背景、生长环境、致病因素和用药处理均非常单一,自然无法应对临床多种多样肿瘤病人的复杂情况。 动物模型的局限性促使人们转向直接研究肿瘤病人标本,常用的人源肿瘤模型包括人来源肿瘤细胞系培养和免疫缺陷动物人源肿瘤组织异种移植。肿瘤细胞培养的确提供了研究特定患者肿瘤细胞特性及其对药物敏感性的机会,但并非所有肿瘤均能成功体外扩增,另外,体外单一肿瘤细胞培养使其丧失了与肿瘤微环境中其他组分的相互作用,而肿瘤微环境对肿瘤的发生发展以及对药物的反应性决定至关重要。同样,人源肿瘤组织异种移植至免疫缺陷小鼠中也存在类似的问题,一方面移植成功率较低,另一方面免疫缺陷小鼠形成的肿瘤微环境与患者体内环境相差较大,可能导致肿瘤组织发生小鼠样进化[4]。 1 类器官在肿瘤研究中的发展 近年来,组织器官3D培养技术发展迅猛。2009年,Hans Clevers实验室将单个LGR5+小肠干细胞种植于含有R-spondin1、EGF、BMP抑制剂等干细胞维持因子的基质胶中,发现干细胞增殖分化,形成了具有增殖隐窝和高分化绒毛的类小肠结构[5]。随后,该实验室在小鼠小肠干细胞成类器官技术的基础上,进一步加入Wnt3A nicotinamide、Alk抑制剂及p38抑制剂,实现了人结直肠肿瘤类器官培养[6]。同年,Eduard Batlle实验室分离出人大肠EPHB2高表达干细胞,并在体外3D培养中使单个细胞分化成为具有维持长期自我更新和多向分化潜能的大肠隐窝结构[7]。随后,包括前列腺[8, 9]、味蕾[10]、食管[11]、输卵管[12]、肝脏[13]、胰腺[14]、胃[15]、唾液腺[16]和乳腺[17]等在内的多个器官均成功在体外获得正常组织或肿瘤的类器官(图一)。由此可见,利用目前对肿瘤细胞和肿瘤微环境相互作用机制的认识,从肿瘤病人样本出发,通过加入多种细胞因子或小分子抑制剂,构建出患者特异性的肿瘤类器官,用于新药筛选和药物敏感性研究是可行的。 相比于传统2D培养和肿瘤组织异种移植,肿瘤类器官一方面构建成功率明显增高,且可长期低成本快速培养,便于基因修饰和大规模药物筛选等;另一方面,3D培养保留了肿瘤的组织特性,在研究过程中不会丢失肿瘤微环境的影响作用,为肿瘤药物研发提供更真实的环境。目前已经成功构建出包括结直肠癌、乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌、肝癌、胃癌等在内多种组织的肿瘤类器官。常用的肿瘤类器官构建技术有两类,一种是通过诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)分化而来,另一种是直接来源于肿瘤组织。iPSCs来源的肿瘤类器官构建成功与否很大程度上依赖于肿瘤类型,操作更复杂,由此导致构建效率较低。此外,依靠iPSCs分化获得的肿瘤类器官也会丢失肿瘤微环境的复杂性。因此,直接通过肿瘤组织培养或干细胞分化,辅以细胞因子、肿瘤基质等补充,是肿瘤类器官研究的发展趋势。 肿瘤类器官对源肿瘤组织异质性的保存是类器官研究的核心基础。研究发现,肿瘤组织体外类器官培养可以获得大量不同特性的肿瘤类器官,单个类器官分析结果也表明同一肿瘤来源的类器官的异质性[18]。与此同时,组织化学分析发现肿瘤类器官内部即存在与源肿瘤相似的组织结构,通过原位DNA分析进一步证实类器官中同样存在源肿瘤相同的基因突变位点[18]。由此可见,肿瘤类器官在基因、转录、代谢、细胞和组织学上均较高水平地重现了其来源肿瘤的多样性和复杂性。更重要的是,体外培养过程对肿瘤类器官不会呈现明显均一化[19, 20]。但也有研究利用荧光标记不同突变体实验发现,大肠癌肿瘤类器官体外培养30-40天后,类器官会被某一种荧光标记的细胞主导,意味着培养过程中的确出现了特定突变体细胞优势生存的现象[21]。但这一现象并非体外类器官培养所独有,在体肿瘤中各类突变体也非均匀分布。由此说明肿瘤类器官确实在很大程度上模拟了在体肿瘤的各方面特性,是目前肿瘤基础研究和临床应用之间相互转换跨越的桥梁。 2 类器官在肿瘤发生发展机制研究中的应用 肿瘤的发生初始于细胞基因突变的累积,大量临床数据和实验室结果都显示正常个体内即存在大量的突变,且这些突变与年龄、生存环境、生活方式等均有一定的相关性,但并非所有的突变都会诱发肿瘤,不同组织对突变的耐受程度也不同。虽然已经有许多细胞和动物实验阐明从突变到肿瘤生成的关键因素和决定机制,由于无法监测和干预人体内肿瘤发展最初期的过程,目前对人体内肿瘤发生发展的认识还非常粗浅。类器官培养技术的兴起,为研究人体正常组织向肿瘤组织转变的过程提供了可能。 统计预测发现高达五分之一的肿瘤与感染相关[22],虽然从感染到肿瘤的发展过程已有研究加以证明,但具体发生机制,尤其在人体内是如何进展的尚不明确。将病原体与健康组织类器官共培养,观察在感染情况下健康组织的突变起始和累积过程,评估感染作为肿瘤危险因子的相关性。如胃类器官可作为研究幽门螺旋杆菌在胃癌发生中作用机制的载体,精细观察幽门螺旋杆菌在胃上皮细胞的定植和克隆,及其对胃上皮细胞在基因、转录和蛋白水平的影响。结果显示在幽门螺杆菌注入能引起胃类器官发生强烈的炎症反应[23],而慢性炎症与肿瘤发生有着密不可分的联系。此外,沙门氏杆菌与胆囊癌、人乳头状瘤病毒与宫颈癌、乙型肝炎病毒与肝癌等等,均可利用相应组织的类器官,研究病原体与宿主细胞之间的相互作用及致瘤机制。由于感染诱发肿瘤往往是一个长期慢性的过程,且伴随炎症的发生,因此,一方面类器官的长期稳定培养是前期基础,另一方面,在上皮细胞构建的类器官基础上,引入免疫系统和组织基质也是类器官应用的重要需求。 除了感染,肿瘤危险因素还包括年龄、家族史、物理化学诱变因素等,而这些因素诱导的突变累积是一个长期存在的过程。通过分析比较不同年龄供体来源、不同组织类器官中的突变体发现,体内的确以平均每年新增40个突变位点的速度在累积,且不同组织间突变模式相差较大,这可能是由于不同组织中细胞更新增殖水平相差较大,而细胞快速增殖过程中DNA复制为基因突变创造了先决条件[24]。值得注意的是,同一组织不同个体间突变频率和范围差异均较小,在一定程度上解释了肿瘤发生与年龄的相关性[24]。但不同个体间肿瘤发生的类型、进展速度等各不相同,因此,突变频率和突变模式并非决定肿瘤发生发展的唯一因素,而在肿瘤已经发生之后,突变累积和筛选已经完成,无法追踪到最初始的突变特性。在类器官培养健康组织的基础上,利用各种诱变因子诱导健康组织向肿瘤转化,将极大地加速对肿瘤发生过程的研究。 不管是感染、物理化学诱变剂或是年龄增长导致肿瘤发生,最终都是由于基因突变发生和累加导致正常细胞癌变。因此,结合类器官培养和基因修饰技术可以快速建立肿瘤体外模型,研究肿瘤的发生发展过程。Drost实验室第一次在正常大肠类器官中通过CRISPR技术引入常见的大肠癌突变基因,如APC、TP53、KRAS和SMAD4,研究不同突变体在初始阶段对肿瘤发生的影响[25]。结果显示,突变后的肠类器官生长不依赖于肠干细胞生长维持因子EGF、WNT、R-spondin 1和noggin等,与此同时,他们还发现APC和TP53的突变是导致染色体不稳定和形成多倍体的关键因素[25]。将基因修饰后的肿瘤类器官皮下移植至免疫缺陷小鼠可以存活,但不会发生转移。而如果将上述诱导的肠癌类器官移植在小鼠盲肠,肿瘤会向肝脏和肺部转移[26, 27]。这一现象说明肿瘤转移需要特定组织微环境的支持,也提示虽然肠癌类器官的生长不依赖于肠干细胞维持因子,这些因子在肿瘤转移过程中必不可少。 肿瘤类器官以其特性模拟人肿瘤组织、可大规模长期稳定培养、容易基因修饰、处理因素可控和表型观察便捷的特性,成为肿瘤基础研究中替代人而又超越实验动物的有力工具。此外,肿瘤类器官作为体外培养体系,非常利于结合最新技术如基因修饰、单细胞分析、高分辨率电子/光学影像等联合应用,将突破肿瘤研究完全依赖于动物实验的时间、技术瓶颈。 3 类器官在肿瘤治疗策略研究的应用 肿瘤治疗是目前生物医学领域最大、最急迫的难题之一。一方面实验室研究越来越多,另一方面新药临床转化效率却依然低下。类器官培养为肿瘤药物快速有效研发提供了新的技术平台。有研究认为肿瘤类器官敏感的药物超过80%的可能性对应的肿瘤患者对该药也敏感,而在肿瘤类器官上无治疗效果的化疗药物对该肿瘤患者也无效。 随着类器官培养技术的迅速发展,越来越多的实验室和医院开始有意识地采集肿瘤类器官及其对应的健康组织类器官,并运用合适的冻存传代方法进行大规模保存,形成类器官库。根据患者信息、组织来源、基因表型等多个方面对类器官进行归类,使之成为公共的肿瘤研究资源,用于评测抗肿瘤药物的肿瘤杀伤效果和正常组织毒副作用。最早于2011年Masahiro Inoue实验室尝试大规模采集肿瘤组织体外成球培养保存[28],但这一培养方法无法实现正常组织的长期保存。2015年,Hans Clevers团队第一次成功构建了20个结直肠癌患者来源的肿瘤与对应正常组织类器官库[18]。利用这些类器官样本,他们发现只有WNT 拮抗剂泛素连接酶RNF43突变的肿瘤类器官表现出对WNT分泌抑制剂的敏感性[18]。同时,结合类器官的突变表型和药物筛选,他们一方面验证了已知的突变体与特定药物的相关性,另一方面还发现了多个对肿瘤具有杀伤作用的化学药物。此外,由于正常组织类器官对照的存在,在验证药物肿瘤杀伤作用的同时,也能评估其对正常组织的毒副作用,最终选择出肿瘤杀伤强、毒副作用小的化疗药物用于临床。更重要的是,这一类器官库除了用于药物筛选,还被其他项目利用,从基因组和蛋白组学对不同个体肿瘤类器官与正常组织类器官进行对比分析[29],实现对患者肿瘤状态的精准评估,为肿瘤的个性化治疗提供参考信息。目前已有包括结直肠癌、胰腺导管腺癌、乳腺癌、前列腺癌、肝癌等在内的多个组织肿瘤类器官库,尤其是结直肠癌与乳腺癌,类器官库中患者数目已达到上百个,为肿瘤新药大规模筛选和临床前研究奠定了基础。 借助于肿瘤类器官与对应健康组织类器官库的建立,同时基于肿瘤类器官对药物肿瘤杀伤效果预测的准确性,可以在制定肿瘤患者治疗策略前,一方面通过检测肿瘤类器官的突变体类型,确定可能起作用的候选药;另一方面利用肿瘤类器官对药物进行筛选,获得在类器官上对肿瘤有杀伤作用而对健康组织毒副作用较小的药物,应用于临床,真正实现肿瘤的个体化治疗。这一策略不仅适用于化疗药物的选择,更有利于免疫疗法的有效性评估。与化疗药物的普遍性杀伤不同,免疫疗法具有较高的特异性,更需要直接来源于患者的样本进行临床前检测。利用肿瘤类器官与免疫细胞共培养,可以快速有效地检测免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。研究发现特定T细胞亚群与乳腺癌肿瘤类器官共培养后,可以显著性杀伤三阴性乳腺癌细胞[30]。最近,Emile E. Voest实验室利用外周血单个核细胞与肺癌或结直肠癌肿瘤类器官共培养诱导出一群肿瘤特异性T细胞[31]。进一步研究发现这群肿瘤杀伤性T细胞不会攻击正常组织类器官[31],说明通过肿瘤类器官中的新抗原表位获得杀伤细胞用于临床肿瘤个体化免疫治疗具有很好的应用潜能。 4 展望 类器官在肿瘤研究中的应用目前尚处于起步阶段,但不管是在基础研究还是临床转化,均获得了很好的研究成果。相对于肿瘤细胞系培养和小鼠异种移植,类器官具有培养成功率高、能快速获得大规模资源库、同时可以采集对应的正常组织对照、最接近患者真实信息等多个优势,但目前类器官培养也存在许多问题亟待解决。首先虽然类器官本身去除了异种移植鼠源进化的问题,但目前3D培养用的基质胶来源于小鼠,且一些类器官培养还需要加小牛血清等动物源物质,可能对细胞性质与药物筛选过程中的反应性有未知的影响。因此,无血清培养基、非动物来源基质胶等是目前类器官研究的重点之一。此外,利用成体干细胞培养获得的类器官成分依然比较单一,血管、基质和免疫系统均缺失,也有许多研究关注于类器官中肿瘤微环境的构建。最后,目前仅仅上皮细胞源肿瘤成功构建了类器官,而非上皮细胞类肿瘤如血液细胞肿瘤是否能进行类器官培养尚且未知。虽然类器官培养在肿瘤研究中还存在一定的问题,但这一技术的确搭建了从基础到临床转化的快速通道,为肿瘤新药研究和个体化治疗提供了新的平台。 参考文献 1. Bray,F., et al., Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence andmortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin, 2018. 2. Ledford,H., Translational research: 4 ways to fix the clinical trial. Nature, (7366): p. 526-8. 3. Uhl,. and . Warner, Mouse Models as Predictors of Human Responses:Evolutionary Medicine. Curr Pathobiol Rep, 2015. 3(3): p. 219-223. 4. 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与胚胎干细胞相比,成体干细胞具有许多优势:1、胚胎干细胞具有全能性和可以建系传代等优点,因此理论上应用前景广阔。但实际上由于每个个体的主要组织相容性复合体(MHC)不同,同种异体胚胎干细胞及其分化组织细胞用于临床会引起免疫排斥,因此基于胚胎干细胞的治疗方案要求对患者进行长期免疫抑制剂治疗或将患者的造血系统和外来细胞形成嵌合体。造血细胞,但小鼠胚胎干细胞的实验表明,来源于胚胎干细胞的造血细胞在体内无法重建造血机制,因而限制了临床应用。为了解决免疫排斥的问题,研究人员探索将患者的体细胞核移植到去核的健康供体卵细胞中,在体外克隆并随后发育分化产生携带患者自己MHC的胚胎干细胞。这些胚胎干细胞及其衍生组织移植后不会产生免疫排斥,因此可以用于患者病变组织及其功能的重建,这就是治疗性克隆。但一些研究观察到,胚胎干细胞发育分化过程中具有极高的非整倍体发生率,美国马萨诸塞州耶尼德研究组的最新研究发现,克隆动物的基因在构成没有缺陷的情况下,也不能像正常动物基因一样准确表达出来,也就是说,克隆动物存在无法正确生长发育的危险。正是这个原因,造成当前98%的动物克隆实验失败,而顺利降生的克隆动物也经常出现体重超重等异常。研究还发现,利用当前的克隆技术取患者体细胞核的细胞克隆培育出来的新组织一样会存在缺陷,这项技术还有待完善、成熟。体细胞克隆所需的卵细胞难以获得,成体干细胞则可从患者自身获得,而不存在组织相容性的问题,治疗时可避免长期应用免疫抑制剂对患者的伤害。此外,少量的骨髓切除治疗有助于形成部分造血嵌合,可使异体成体干细胞的治疗成为可能。 但胚胎干细胞也存在自身的优势:1、胚胎干细胞能永生化,可以传代建系,且增殖能力强,来源充沛。2、虽然成体干细胞具有向多系分化的能力,但这种分化的“效率”尚不理想。通过体外的扩增培养能提高转化效率,但是体外的转化是否会引起成体干细胞遗传变化还有待证实,而且这种分化是否是成体干细胞多系分化的结果尚无法肯定。即使是成体干细胞多系分化的结果,我们也不明了是何种信号诱导了整个过程的发生。而胚胎干细胞的研究已经有三十多年的历史。鼠胚胎干细胞的研究已经证明了胚胎干细胞的全能性。相应的信号诱导机制的研究也取得了长足的进展。当前鼠胚胎干细胞的研究成果给正在进行的人体胚胎干细胞研究很大的助力。成体干细胞和胚胎干细胞各有自身的优势和缺陷。对于一个实验室而言,同时开展对两者的研究,不仅是可能的,而且能互为裨益,相得益彰。两者的研究对干细胞领域而言都是必要的。
宋尔卫RNA干扰的生物学原理与应用、小分子RNA的基础研究与临床应用等等,学生于风燕Let-7microRNA调控乳腺癌干细胞干性的研究宋尔卫作品有主编RNA干扰的生物学原理与应用、小分子RNA的基础研究与临床应用、乳腺癌保乳治疗等著作,宋尔卫指导博士生于风燕的毕业论文Let-7microRNA调控乳腺癌干细胞干性的研究入选2011年全国优秀博士学位论文。宋尔卫是中山大学孙逸仙纪念医院院长,对乳腺癌的早期诊断经验丰富,准确率高。宋尔卫,男,中国科学院院士,毕业于德国埃桑大学,现任中山大学孙逸仙纪念医院院长。
乳腺癌是严重威胁妇女生命的常见恶性肿瘤,近年来其发病率呈逐年上升趋势,在某些大成市中已占妇女恶性肿瘤的首位[1]. 早期诊断与治疗,早期发现复发与转移,对乳腺癌的预后有重要意义. 肿瘤标志物癌胚抗原(CEA)可见于乳腺癌组织细胞表面,细胞表面糖蛋白(CA153)是目前乳腺癌的首选肿瘤标志物. 本研究应用放射免疫分析方法检测CEA和CA153在乳腺癌中的表达,探讨两者在乳腺癌发生发展中的作用,为乳腺癌的临床诊断和治疗提供一个辅助手段. 1对象和方法 对象随机收集吉林省人民医院2006年间原发性乳腺癌40例,均行改良乳腺癌根治术,并经病理诊断. 其中乳腺浸润性导管癌20例,乳腺小叶癌15例,髓样癌5例,全部为女性,年龄23~78(平均49)岁. 对照组:乳腺良性疾病20例,其中经病理诊断为小叶增生8例,乳腺纤维腺瘤12例,亦全部为女性,年龄16~72(平均47)岁. 两组病例术前均未行放化疗. 年龄经检验(P>). 方法采集患者空腹静脉血3 mL尽快分离血清,置-80℃冰冻保存待检,用放射免疫分析方法检测血清中CEA和CA153含量,血清CEA试剂盒由潍坊三维生物工程集团有限公司生产,CEA血清正常参考值为15 μg/L, CA153检测亦采用放射免疫分析法(IRMA),血清CA153试剂盒由Centocor公司生产,正常值20 U/mL,按说明书操作. 结果判断: 以试剂盒给定的阳性界值,CEA为15 μg/L. CA153为20 U/mL,高于正常值为阳性. 组织学分级: 采用BloomRichardson系统Nottingham改良方案[2],将分化程度从高到低分为Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ级. CEA和CA153联检中如果有一项为阳性者即为阳性病例. 统计学处理: 计量数据以x±s表示,组间比较采用t检验;两组阳性率之间用χ2检验. 2结果 乳腺癌组和对照组CEA和CA153表达的比较乳腺癌组CEA 的血清含量及阳性率分别为(±) μg/L和,对照组CEA含量及阳性率分别为(±) μg/L和0. 乳腺癌组CA153的血清含量及阳性率分别为(±) U/mL和,对照组中,乳腺小叶增生有1例呈阳性,但其血清值小于 U/mL,其余均小于参考值,乳腺癌组和对照组此两项指标比较均有统计学意义(P<),表1. 乳腺癌患者血清中CEA和CA153表达与组织学分级,肿瘤大小及腋窝淋巴结转移的关系见表1乳腺癌Ⅲ级分化组CEA和CA153含量及阳性率均高于Ⅰ级分化组(P<),肿瘤>5 cm组的CEA和CA153含量高于2~5cm组和<2 cm组(P<),淋巴结转移组CEA和CA153含量及阳性率高于无转移组(P<). 表1乳腺癌患者血清CEA和CA153表达与组织学分级、肿瘤大小及腋窝淋巴结转移的关系 略 乳腺癌患者血清中CEA表达与CA153表达的关系乳腺癌患者血清中CEA阳性组CA153含量高于CEA阴性组(P<),CEA阳性组的CA153阳性率亦高于CEA阴性组(P<),表2. 表2乳腺癌患者血清中CEA表达与CA153表达的关系 略 3讨论 肿瘤标志物目前日益广泛应用于肿瘤的诊断,临床监测,判断疗效及愈后等方面. 乳腺癌肿瘤标志物中以CEA和CA153使用的较为广泛[3]. CEA是一种非特异性肿瘤标志物,属于肿瘤细胞表面的结构抗原,是一种具有人类胚胎抗原特异决定族的酸性糖蛋白,是从腺癌和胚胎结肠粘膜组织中分离的辅助诊断指标[4],但其特异性较差,除结肠癌外,还可见于乳腺癌,胰腺癌,肺癌等,可作为肿瘤普查筛选的指标之一. 肿瘤相关抗原CA153最早发现于乳腺癌细胞,是位于细胞膜上的一种分子量较大的粘液样糖蛋白,相对分子质量300~450 ku,包括一个膜区,一个细胞内区和一个富含糖基的细胞外区,由抗人乳脂球膜抗体115D8和DF3所识别,存在于多种腺癌内,如乳腺癌,肺癌,卵巢癌及胰腺癌[5],当细胞癌变时,由于糖基转化酶被激活,引起细胞膜上蛋白酶和唾液酸酶活性增高,细胞骨架破坏,CA糖类抗原增多并从癌细胞膜上分离出来[6],向血液中释放,可作为肿瘤标志物应用于肿瘤的辅助诊断,疗效监测和转移复发的判定,当乳腺癌发生肝转移,尤其是骨转移时CA153含量会显著升高,阳性率可达100%[7],EssmannSeboth等[8]曾报道有CA153检测比临床及影像检查早48 mo发现乳腺癌转移复发的病例,因此它对乳腺癌的动态追踪、判断复发转移有一定价值. 本研究结果表明,CEA和CA153与乳腺癌的发生、发展以及转移有一定相关性,联合检测这些指标对乳腺癌的早期诊断和愈后判断有一定临床意义. 【参考文献】 [1] 张天泽,徐光炜主编,肿瘤学[M]. 天津: 天津科学技术出版社,1996:. [2] Page DL, Ellis IO, Elston CW. Histologic grading of breast cancerLets doit (editorial)[J]. Am J Clin Pathol, 1995,103:123. [3] 孙龙安,李龙,林钢主编. 医学特种检验与实验室诊断[M]. 北京: 人民军医出版社:2001:153. [4] , Haglund C, Ruberts PJ. Comperison of a new tumor marker CA242 with CA191CA50 and Carcinoembryorni cantigen (CEA) Indigertive tract disease [J]. Br J Cancer, 1991,63(4):636-640. [5] 万文徽,李吉友. 肿瘤标志的临床应用[J]. 中华医学检验杂志, 1997,20(1):49. [6] Haglund C, Lundin J, Kuusela D, et al. Ca242 a new tumor marker for pancreatic cancer[J].Br J Cancer,1994,70:487. [7] 陈智周,范振符,杨剑,等. 肿瘤标记物CA153的免疫放射分析及临床应用[J]. 中华肿瘤杂志,1998,20(2):125. [8] EssmannSeboth D, Fuchs I, Jakesz R, et al. CA153 in the post operative follow up of breast cancer patients. In: Klapdor R, tumor diagnosis: application, clinical relevance, research trends[M]. New York: W Zuckschwerdt Verlag, 1994:158-159.
台湾三大妇科癌症为子宫颈癌、卵巢癌、子宫内膜癌,其中子宫颈癌已有疫苗可预防、子宫抹片的检测也相当广泛,而卵巢癌也有基因检测,可以切除提早预防,然而现今子宫内膜癌却无完好的筛检方法。由台北医学大学研发成果衍生的新创公司于今年(2018)五月成立,专注于表观遗传学,不断在DNA甲基化领域中探索,历经多年研究,找出子宫内膜癌的关键基因(BHLHE22、CDO1、CELF4)。
子宫内膜癌为三大妇科癌症 却无完善筛检
日常生活中常听见的子宫癌化大多是子宫颈癌,在先前的统计资料上,子宫颈癌的罹患人数大约是子宫内膜癌的40倍,但现今子宫内膜癌罹患人数已经超过子宫颈癌,因为有 *** 大力宣传子宫颈癌的抹片检查,以及研发子宫颈癌疫苗的出现,从而忽略了子宫内膜癌的可能性。其实子宫内膜癌容易发现,早期治疗可以手术切除痊愈,但多数人着重在子宫颈癌的发生,因此等到发现是子宫内膜癌时可能中后期,而酷氏基因也因此着重在子宫内膜癌的基因研究,期望可以让子宫内膜癌被重视。
新体外诊断试剂的出现 能让子宫内膜癌多被重视
子宫内膜癌近年罹患人数逐渐上升,林淑娟博士说:停经后或有家病史妇女出现子宫异常出血的症状,医师常以超音波观察子宫内膜厚度,结果大多评估为巧克力囊肿,而忽略了癌症的可能,为了提倡早期发现早期治疗的口号,北医研究团队开发第一项子宫内膜癌体外诊断试剂,希望向子宫颈抹片检查一样普及,为女性癌症出一份心力。
研究团队指出,子宫内膜癌是先天基因受后天影响,如肥胖、压力、贺尔蒙、环境污染等,在DNA上出现甲基化,导致基因沉默而不表现出正常的功能,进而引起癌细胞生长。他们分析350个子宫内膜癌病患检体,筛检出多个基因并证明该基因甲基化的程度,最近也确定子宫内膜癌是受BHLHE22、CDO1、CELF4这三个基因所控制。从抹片检查中可得知此三个基因中任两个基因的检测结果为高度甲基化,罹患子宫内膜癌的风险是一般人的236倍,此项检测也有高达95%准确度。
商品已完成试验 可望两年后推出
新体外诊断试剂透过子宫颈抹片上的检体来进行基因检测,现已经完成试验阶段,林淑娟博士表示:希望能尽早完成研发技术商品化,提供稳定的产品,做为将来子宫内膜癌诊断及追踪的辅助参考指标,正在积极争取IVD许可证,预计商品可于2年后上市,她们也预计接下来会以卵巢癌的研究为方向,期望造福女性。
期刊:Cell;影响因子: 发表单位:德克萨斯州休斯敦贝勒医学院等 子宫内膜癌是源自子宫内膜的恶性肿瘤。2020年2月13日在《Cell》杂志上发表了一篇有关子宫内膜癌的大规模多组学研究报道,描述了95例子宫内膜癌的特征,包括83个子宫内膜样肿瘤和12个浆液性肿瘤,以及49个正常组织。研究人员对每个肿瘤和正常样品进行了全外显子组、全基因组、全转录组和miRNA测序、以及DNA甲基化分析,并量化了样品中蛋白质和翻译后修饰(PTM)位点的相对水平。 肿瘤分为四个基因组亚型:POLE,一种罕见的超突变亚型,具有子宫内膜样组织学和良好的预后;微卫星不稳定性(MSI),一种超突变的子宫内膜样亚型;低拷贝数(CNV),由其余大多数子宫内膜异位病例组成;高CNV,包括所有浆液性和最具侵袭性的子宫内膜样肿瘤。该队列包括7个POLE、25个 MSI、43个低CNV和20个高CNV肿瘤,蛋白质和PTM水平在基因组亚型之间有所不同。 研究小组报告说,所有的体细胞突变中约有61%发现于7个POLE肿瘤中,而MSI肿瘤携带了该队列中所有InDel的88%。此外,他们还确定了INPPL1、KMT2B和JAK1作为MSI亚型的推定显著突变基因(SMG)。在另一项分析中,研究小组检查了TP53突变,在该队列的23个肿瘤中发现了它们,包括所有浆液性癌。没有将所有TP53突变的肿瘤分组在一起并寻找单一的分子表型,而是通过突变类型和位置将它们分开,并鉴定了一些蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学特征。 研究小组还比较了癌症亚型之间的蛋白质组学和转录组学变化。他们根据DNA损伤反应(DDR)标记磷蛋白为每个样品产生了分数,发现DDR高样品富含浆液性肿瘤,因此富含CNV高亚型;而子宫内膜样肿瘤来自高CNV、POLE和MSI基因组亚组。这表明活性DNA损伤信号转导很大程度上不依赖于基因组亚型。 作者强调,将蛋白质、磷酸化和乙酰化的全面定量测量与基因组和转录组学测量相结合,不仅为与癌变相关的基本生物学过程提供了新颖的见解,而且还为子宫内膜癌的潜在治疗方法提供了有趣的线索。 对95个子宫内膜癌进行了全面的蛋白质组学表征,包括83个子宫内膜样癌和12个浆液性肿瘤。这项分析揭示了扰动对p53和Wnt /β-catenin途径的可能新结果,确定了circRNA在上皮-间质转化中的潜在作用,并提供了有关临床和基因组肿瘤亚组的蛋白质组学标志物的新信息,包括与已知的关系可药物化途径。广泛的全基因组乙酰化调查对连接Wnt信号传导和组蛋白乙酰化的调控机制产生了深刻见解。研究还表征了肿瘤免疫状况的各个方面,包括免疫原性改变、新抗原、常见的癌症/睾丸抗原和免疫微环境,所有这些都可以为免疫治疗决策提供依据。 蛋白质基因组学为子宫内膜癌的致癌信号传导提供了新的见解; 全乙酰化组和磷蛋白组的调查发现了新的调控机制; QKI、circRNA和miRNA形成一个潜在的反馈环,促进EMT; 抗原呈递缺陷可使MSI肿瘤对检查站封锁产生抵抗。 95个子宫内膜癌肿瘤(83个子宫内膜样和12个浆液性)中,包括7个POLE、25个MSI、43个低CNV和20个高CNV肿瘤。基因组亚型之间的蛋白质和PTM水平有所不同,低CNV亚型的细胞周期蛋白相对磷酸化相对较低,且磷酸化与细胞转运和代谢蛋白的增加有关。高CNV高亚型在参与ATM信号转导的蛋白质上具有增强的磷酸化作用。POLE,MSI和高CNV亚型通常会抑制错配修复。浆液样品具有最高上调的核糖体生物发生,这与癌症的预后不良有关。 大约所有体细胞突变中的61%出现在7个POLE肿瘤中。MSI肿瘤携带了队列中所有InDel的88%,并且微卫星InDel分析发现该亚型中的显著突变基因(SMG)的突变率更高。所有JAK1移码突变都在MSI样品中,并且来源于微卫星插入缺失,其与高肿瘤等级相关并促进MSI样品中的免疫逃逸。 第一部分首先通过多组学全局关联的方式,概况所有样本特征。在下文中,则更侧重在2-3个组学的局部关联,并在特定的分子或通路水平上阐释某些细节特征。以显著突变基因(SMG)入手,讨论对蛋白质组(关注突变与蛋白表达量的联系)和磷酸化蛋白质组(关注突变与蛋白活性的联系)的影响。在具有TP53突变的肿瘤中观察到p53自身水平以及p53途径中的其它蛋白质(例如CDK1和CHEK1)的水平增加。顺式磷酸化的ARID1A、MAP3K4、KMT2D和INPPL1的水平降低,但磷酸化的β-catenin和p53的水平升高。截断突变导致ARID1A,INPPL1,JAK1,PTEN和RBM27蛋白水平降低。突变对队列中蛋白质水平的影响往往与磷蛋白水平相关,结合RNA水平的无差异性表明了强有力的翻译和蛋白质稳定性相关的调节。 患者来源的癌症组织乙酰酶组的表征受到限制,观察到乙酰化蛋白质在参与剪接、转运RNA、蛋白质合成和降解以及代谢途径的子宫内膜癌肿瘤的富集。组蛋白乙酰化模式存在很大程度的异质性,但与离散的基因组亚型或临床特征无强关联。BRD3蛋白水平与几个H2B N端乙酰化位点之间存在正相关,表明BRD3可能与H2B N端乙酰基残基结合防止其脱乙酰。IRT1和SIRT3与H3乙酰化之间的负相关性表明这些组蛋白脱乙酰基酶可以调节H3K27和K36乙酰化水平。 评估突变如何影响组蛋白乙酰化,强调了乙酰化驱动机制在Wnt信号传导中的重要性,CTNNB1热点突变体中BRD3和SIRT1蛋白水平的增加,具有高H2B乙酰化水平的样品中的几个Wnt途径基因中的基因表达上调。 FOXA2-K274在脱乙酰基时会降低FOXA2的稳定性,低CNV亚型中增加的FOXA2乙酰化可能表明该蛋白的稳定性和活性得到改善,这可能会促进低CNV的子宫内膜癌肿瘤的增殖。 该部分是乙酰化和基因组变异的局部关联分析,结果突出了子宫内膜癌中乙酰基的异质性以及显著突变基因(SMG)对组蛋白乙酰化水平的潜在影响,可能通过与Wnt信号通路、BRD蛋白和甲基化蛋白相互作用对肿瘤生物学产生总体影响。还确定肿瘤特异性上调翻译延伸因子和甲基转移酶蛋白中乙酰化水平的上调,以及在更具侵略性的CNV高亚型中FOXA2的潜在作用。 DNA甲基化分析显示MSI肿瘤中全基因组CpG岛甲基化升高,并导致DNA修复途径的抑制。转录组学和蛋白质组学数据对体细胞拷贝数变化(SCNA)的综合分析显示,高CNV的肿瘤中反式作用最强的SCNA 集中在1q、3q、4q和20q染色体上。1q扩增与p53途径抑制相关,与3q扩增呈正相关的蛋白质包括DNA复制和细胞周期蛋白质,受4q损失影响最大的途径包括细胞骨架和纤毛组装。联合DNA甲基化修饰,阐述DNA修复途径的表观沉默;拷贝数变异和表达谱分析的结合,阐述缺失或扩增与表达失调。 还基于ceRNA机制讨论了小部分的circRNA。circRNA调节剂QKI的蛋白质水平在EMT期间被上调,并且可以通过调控数百个选择性剪接靶标来促进EMT。由于circRNA可以充当miRNA海绵来调节miRNA活性,作者预测了circRNA中与QKI水平相关的miRNA结合位点,并发现这些miRNA的活性可能被QKI阻止,提示了促进DNA修复中EMT的机制。 大规模组学数据集的最终目的是寻找明确区分疾病亚型的关键分子。确定分子亚型标志物至关重要,以期促进早期诊断和确定可能的治疗靶点。作者联合基因组变异、转录、蛋白以及表观修饰水平寻找标记,考虑到药物靶向主要是蛋白互作结合,因此将蛋白磷酸化修饰作为重点。由于具有高CNV肿瘤的患者无论组织学如何,其预后都特别差,因此着重于寻找过度激活的蛋白质来开发新的化学疗法药物。基于磷酸蛋白质组学数据推断的激酶活性,在高CNV的子宫内膜样肿瘤中被激活的几种激酶可被多种FDA批准的药物作为靶向。 将蛋白质、磷酸化和乙酰化的全面定量测量与基因组和转录组学测量相结合,不仅为与致癌相关的基本生物学过程提供了新颖的见解,而且为子宫内膜癌的新治疗方法提供了引人入胜的线索。这项研究在基因组,转录组和蛋白质组学水平上全面介绍了子宫内膜癌的分子系统。证实了先前在基因组和转录组学水平上描述的预测事件的蛋白水平表达,并证明了不同的子宫内膜癌亚型可以通过其蛋白质水平和随后的翻译后修饰模式可靠地加以区分。尽管本文提供的结果主要是观察性的,但它们为临床相关性的多个假设提供了基础,科学界可以进一步探索这些假说。