早期診斷生物標誌物和潛在的治療靶點的鑑定是癌症臨床領域亟需解決的科學問題。中國科學院蘇州生物醫學工程研究所（以下簡稱蘇州醫工所）研究員高山團隊聚焦DNA甲基化異常調控的lncRNAs（長鏈非編碼RNA）在腫瘤中的分子功能及機制的研究，並在腫瘤診斷靶點鑑定研究中取得進展，相關研究成果日前在線發表於《癌症研究》。
論文第一作者、高山團隊博士生顧殷敏告訴《中國科學報》：「我們當前的研究可為腎透明細胞癌臨床診療的新策略和新靶點提供一定的理論基礎，也希望後續的研究可以實現更多從0到1的突破，為腫瘤診斷和治療提供中國核心技術方案。」
尋找腫瘤功能性的lncRNA
顧殷敏介紹道，DNA甲基化修飾是表觀遺傳的重要調控方式，其複雜而精準地調控基因表達，lncRNA在多個水平上也能調控基因的表達，二者均參與調節腫瘤多種生物學過程。
在目前的腫瘤研究中，DNA甲基化異常調控編碼基因譜已被廣泛研究，並證實其驅動腫瘤的發生與發展。然而，DNA甲基化異常調控的lncRNAs表達譜及其在腫瘤的功能還有待於進一步深入研究。
顧殷敏等人開展的此項研究始於4年前，該研究首先基於TCGA（腫瘤基因組圖譜）資料庫中的12種類型腫瘤的甲基化晶片數據，構建了DNA甲基化異常調控的lncRNAs圖譜，並鑑定出一個在腫瘤中廣譜受DNA甲基化調控和高表達的lncRNA，命名為DMDRMR，且其還受到c-Jun轉錄因子的轉錄，進而促進表達。
隨後，顧殷敏等人在DMDRMR的分子功能研究過程中發現，DMDRMR具有促進腎透明細胞癌增殖與轉移的功能。在導師高山的指導下，通過一系列的分子生物實驗，顧殷敏等人論證了DMDRMR能直接結合一個m6A閱讀蛋白質，也就是人胰島素樣生長因子2-mRNA結合蛋白3（簡稱IGF2BP3），並能顯著地增強IGF2BP3的m6A閱讀能力，進而判斷DMDRMR是一個m6A調控的lncRNA。」
在這個過程中，如何解釋DMDRMR的促腫瘤增殖與轉移的功能，成為團隊面臨的一大難題。為此，顧殷敏等人使用了RNA pull down（體外研究RNA與蛋白相互作用）技術，試圖尋找DMDRMR的直接結合蛋白，並證明這個結合蛋白能協助DMDRMR執行促腫瘤功能。
「最初，我們一直鑑定不到DMDRMR的結合蛋白，甚至還曾推測DMDRMR也許不通過結合蛋白執行它的功能。」顧殷敏告訴記者，「最終，我們摸索到了一定的RNA與蛋白孵育比例，終於鑑定到IGF2BP3是DMDRMR的結合蛋白，並且二者促癌是互相依賴與協作的。」
發現腎透明細胞癌預後指示
基於TCGA的多種類型腫瘤的大數據分析，顧殷敏等人發現DMDRMR的低甲基化與高表達只在腎透明細胞癌中表現出較差的預後，這意味著DMDRMR在該腫瘤中具有較為明顯的臨床意義。
「DMDRMR的診療作用在另外五個不同來源的腎透明細胞癌患者隊列中得到驗證。此外，我們通過與中國人民解放軍總醫院泌尿外科主任張旭團隊進行合作，同樣也證實DMDRMR在中國人群的腎透明細胞癌患者中具有潛在的診斷價值。」顧殷敏推斷，我們研究提出的DMDRMR有望作為腎透明細胞癌臨床診療的標誌物及靶點。
重要的腫瘤功能性基因可通過幹擾多個生物通路，影響多個腫瘤生物學功能，從而增強它的促癌功能。顧殷敏等人的研究還發現，DMDRMR能促進腫瘤的血管生成、增強該腫瘤患者對舒尼替尼藥物的抵抗作用。腫瘤血管生成對腎癌的發生與發展是很關鍵的一個生物過程，舒尼替尼是一款具有抑制腫瘤血管生成和抗腫瘤細胞生長的分子靶向藥物，目前已經在國內批准用於治療轉移性腎透明細胞癌，但是部分患者在治療中出現耐藥，相關機制尚未清楚。
她表示：「我們下一步的工作重點在於DMDRMR是如何促進該腫瘤的血管生成、增強腎癌患者對舒尼替尼藥物的抵抗作用，對這些問題的研究有望指導阻斷腎透明細胞癌患者的腫瘤血管生成，及設計合理的聯合治療方案以遏制舒尼替尼的耐藥發生。」
實現更多從0到1的突破
除了腎透明細胞癌，DMDRMR是否有可能成為其他腫瘤臨床診療的標誌物及靶點呢？顧殷敏的回答是，有可能。
她解釋道：「因為我們在分析TCGA數據時也發現，對比癌旁組織樣本，DMDRMR在多種腫瘤組織中表現出顯著的低甲基化與高表達，表明了DMDRMR在其他腫瘤中也可能發揮促癌功能。至於它在其他腫瘤中的預後作用，可能還需要更多不同來源的腫瘤患者進行驗證。」
當前，腫瘤疾病嚴重威脅人類的健康，國內外有相當一部分研究團隊致力於腫瘤的機理研究，希望攻克腫瘤疾病，高山團隊的研究也在進一步推進中。圍繞RNA修飾，高山團隊還拓展了一些和腫瘤相關的重要修飾異常的驅動基因，有望為腫瘤診斷和治療提供更多潛在的靶點。
「我們的工作簡單來說，就是從癌細胞成千上萬的基因突變中，找到那些能夠驅動正常細胞發生癌變，促使腫瘤的發生、發展和惡化的關鍵突變基因。」高山說，「我們的工作是實現從0到1的突破，就好像在大海裡撈針一樣困難，一旦發現了這些關鍵突變點，就能夠為後續的抗癌藥物研發和靶向治療等指明方向，從而實現從1到100的巨變。」
相關論文信息：https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-20-1619
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