腫瘤自然消失！科學家在袋獾中發現單一基因突變，激活後明顯減緩癌細胞生長

2020-08-11 前瞻網

罕見的、可傳播的腫瘤使標誌性的「塔斯馬尼亞惡魔」（Tasmanian devil，學名「袋獾」）曾一度瀕臨滅絕，但是華盛頓州立大學和西雅圖的弗雷德·哈欽森癌症研究中心（Fred Hutchinson Cancer Research Center）的科學家進行的一項長期新研究表明，人們對這種動物的生存繁衍充滿希望，而且它進化出的基因突變機制還可能啟發產生人類癌症的新療法。

這項研究近日發表在《遺傳學》（Genetics）上，科學家們發現了一個單一的基因突變，這個突變導致野生的「塔斯馬尼亞惡魔」中可傳播的癌症的生長減少。

在少數人類癌症患者中已有自發性腫瘤消退的文獻報導，但是對於未經治療的腫瘤消退的具體機制尚不清楚。WSU生物科學教授安德魯·斯託弗（Andrew Storfer）表示： 「儘管這些發現對幫助拯救世界上僅存的『塔斯馬尼亞惡魔』具有最直接的希望，但這些結果也有一天可能轉化為人類健康的福音。」

由Storfer和Mark Margres領導的研究小組（現為哈佛大學博士後研究員）研究了自發消退的惡性面部腫瘤病（DFTD）的基因組（稱為Ras樣蛋白家族成員11A，RASL11A），他們發現，「塔斯馬尼亞惡魔」體內的癌症腫瘤在特殊的基因突變後開始自行消失。

在這一過程中，研究人員對兩個消退腫瘤和兩個非消退腫瘤的轉錄組進行了測序。結果顯示，RASL11A在退化的腫瘤中表達，但在非退化的（即野生型）腫瘤中「沉默」（並未表達），與其在人類前列腺癌和結腸癌細胞系中的低表達一致。隨後，研究人員直接測試了RASL11A的表達是否會對腫瘤細胞增殖或存活產生負面影響。結果發現，RASL11A表達明顯降低了腫瘤細胞總體的增殖頻率，這證實了RASL11A的表達在腫瘤消退中的重要作用。

他們還驚訝地發現，導致腫瘤消退的突變並沒有改變基因本身功能，而是打開了一個減慢腫瘤細胞生長的基因，影響了基因的表達。至少，它在實驗室中的行為是這樣的。研究人員們表示，如果額外增加RASL11A的表達，就可以減緩腫瘤細胞生長，這個結果在體外細胞增殖實驗中也得到了驗證。

弗雷德·哈奇（Fred Hutch）的癌症生物學家戴維·霍肯伯裡（David Hockenbery）表示，當前的人類癌症治療方法著重於通過有毒或使人衰弱的治療來清除腫瘤的所有痕跡。他說：「如果有某種方法可以在不使用細胞毒性藥物或不改變手術的情況下誘使腫瘤消退，那將是一個重大進步。」

儘管感染導致「塔斯馬尼亞惡魔」佔所有人類癌症的20％，例如幽門螺桿菌引起的胃癌和人類乳頭瘤病毒引起的宮頸癌，但癌症是很容易感染擴散的一種。

「惡魔面部腫瘤病」（簡稱DFTD）在常見的社交行為中互相啃咬時會在動物之間傳播。這種疾病讓袋獾在嘴角長出腫瘤，癌細胞還會擴散到整個面部和脖子，影響進食，12-18個月內病死率幾乎達到100%。由於袋獾之間經常互相啃咬，這種癌細胞得以「口口相傳」。「惡疾」最後戰勝了「惡魔」，袋獾曾一度遭遇「滅頂之災」：自1990年代中期以來，該病使袋獾這種食肉有袋動物的自然種群減少了，現在僅在澳大利亞東南沿海的塔斯馬尼亞島國中發現。

Storfer的實驗室領導著由美國和澳大利亞國家衛生研究院（National Institutes of Health）資助的研究人員團隊，以改善對「塔斯馬尼亞惡魔」的保護工作，並增進對腫瘤及其宿主共同進化的了解。

「塔斯馬尼亞惡魔」雖然對對手和獵物很暴躁和兇猛，但對人卻很溫和。這使得研究人員可以輕鬆地人道地捕獲動物，收集組織樣本並標記它們以進行監控，然後再放回野外。

隨著研究人員努力挽救「塔斯馬尼亞惡魔」，他們還擁有前所未有的機會來觀察腫瘤的自然發展，這些腫瘤有時無需藥物或手術即可消退。

在近幾年的研究中，他們驚喜地發現在超過10,000例病例中，有大約20例左右的袋獾在感染上致命的DFTD後，面部腫瘤竟然在自行縮小，甚至完全消失了！Storfer興奮地表示：「儘管這種疾病在很大程度上是致命的，但我們看到的只是越來越多的動物身上的腫瘤消失了。」

這一現象吸引了研究人類癌症的科學家，RASL11A激活作為抑制腫瘤的天然機制為癌症治療提供了一個全新的潛在靶點。研究小組也在研究其他有希望的突變對退化腫瘤的影響。「我們希望學習一些可以用於將來理解和治療許多人類癌症的知識。」

這項研究得到了美國國立衛生研究院（NIH）、國家科學基金會（NSF）和華盛頓研究基金會（WRF）的支持。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

參考來源：https://news.wsu.edu/2020/08/06/tasmanian-devil-research-offers-new-insights-tackling-cancer-humans/

https://www.genetics.org/content/215/4/1143

https://www.nature.com/articles/439549a

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