DINO-RNA分子在受损细胞中触发抗癌反应

NCI的一篇关于一种叫做DINO的非编码RNA的博客文章,它有助于加速阻止肿瘤发展的细胞自毁过程。

左面板:处于静息状态的人成纤维细胞。右图:在暴露于DNA损伤的化疗阿霉素后,RNA DINO大量产生(绿色)。

的功劳:斯坦福大学的Julia Garcia,斯坦福大学的

研究人员发现了一个重要的分子参与了这个过程,通常会导致无法修复的细胞自毁。这个分子,一种他们称之为DINO的RNA,有助于调节一种重要的抑癌蛋白p53,它在超过一半的癌症中失活。

在DINO中,“我们发现了一个新的基因组守护者,”领导这项研究的Howard Chang博士说。他的实验室的实验表明,一旦细胞积累了大量危险的基因组损伤,DINO(损伤诱导的非编码)RNA就会参与稳定p53蛋白的过程,从而启动称为凋亡的自毁程序将其在癌细胞中的抑癌功能重新打开。

DINO——一种以前未知的由p53驱动的DNA损伤反应途径的调节器,可能被操纵来实现这种重新激活,来自NCI癌症生物学部门癌细胞生物学分支的Joanna Watson博士说,世界卫生组织没有参与这项研究。

这项研究发表在9月26日的《自然遗传学》杂志上。

扳动开关

细胞在监测DNA损伤和检测何时发生过多损伤而无法存活方面走了一条很好的路线。一方面,它们不会太快触发自毁过程,因为每次细胞分裂时,大多数无害的微小突变都会累积。另一方面,如果他们等得太久,一个能够不受控制地生长的癌细胞就会发展出来。

“你需要一个非常尖锐的开关……这样当你超过细胞修复能力的阈值时,你就启动了整个[自毁]程序,Chang博士解释道:

p53蛋白在这种转换中起着不可或缺的作用,但是控制p53本身的分子过程还不清楚。”正常情况下,在细胞内,p53会迅速生成并被破坏,所以它并不是很有效。常博士说:“只有当DNA损伤时,它才会稳定下来,

“人们知道[p53]是监测机制的一部分,但它如何从不稳定转变为非常稳定,并打开许多基因来处理DNA损伤还不太清楚。“这就是恐龙的发现有助于解决的问题,”他补充道,

张博士的团队在寻找与细胞分裂有关的DNA区域时首先注意到恐龙。DINO是一种非编码RNA,这意味着尽管它是从DNA中转录出来的,但它并不像其他类型的RNA那样最终被翻译成蛋白质。相反,它在细胞内的功能就像蛋白质一样。

在小组的实验中,恐龙有许多有趣的特性。当细胞暴露在高剂量的化疗药物阿霉素(doxorubicin)中,破坏DNA时,DINO的表达增加了100倍。如果研究人员在将细胞暴露于阿霉素之前实验性地敲除了DINO,那么p53控制的自毁信号通路中的许多基因就不会对损伤做出反应。

其他实验表明,DINO与p53蛋白在物理上相互作用,稳定它以防止其被分解在细胞内。

相反,DINO可以用来“诱骗”细胞自毁。当研究人员使用分子技术将RNA添加到没有遭受DNA损伤的细胞中时,这些细胞的行为就好像它们实际上受到了损伤,并触发了损伤反应。

通过添加DINO,研究人员“迫使细胞进入一个实际上不在细胞中的[自毁]程序。沃森博士说:“不管出于什么目的,他们都在伪造细胞。”。成功操纵p53驱动的自我-“破坏途径”是这篇论文的一个令人兴奋的部分,”她补充说,因为它暗示了利用恐龙按需打开p53的潜力。

利用恐龙

在老鼠的进一步实验中,研究人员发现,当缺乏Dino(Dino的小鼠版本)的小鼠暴露在通常是致命剂量的辐射下时,它们的寿命明显长于表达Dino的正常小鼠,这表明它们的细胞“看到”它们所产生的损伤的时间更长,尽管他们最终死于辐射照射。

在这种情况下损伤反应的改变很有趣,因为它在癌症治疗的辐射治疗中有潜在的用途,张博士解释说这是可以[潜在地]用来调整病人对辐射的反应的东西,或者用来加强辐射治疗或者减轻其副作用,Chang博士补充说,除了研究操纵DINO是否真的可以防止或逆转由受损的p53基因引起的癌细胞形成外,他的实验室还计划进行后续研究,以了解改变DINO的表达如何影响癌症的发展和进展,并了解DINO如何稳定p53把引发细胞死亡的恐龙这样的分子称为基因组守护者似乎有些奇怪,“这是一个修剪过程,”张博士总结道如果所有这些受损的细胞都粘住了,而且它们还在自我复制,那么我们就有很多问题