有这么一类神奇的蔬菜,叫做十字花科蔬菜。它们长相平平无奇,价格平易近人,但是吲哚-3-甲醇,这种在十字花科蔬菜中广泛存在的吲哚类物质,是十字花科蔬菜在抗癌路上大展身手的无名英雄。
哈佛医学院的学者们在《科学》杂志上发表文章,宣布他们找到了吲哚-3-甲醇抑制癌症发展的相关通路,不仅让妈妈们有了更充分的理由让小朋友多吃蔬菜,也为癌症治疗提供了新的、充满潜力的靶点[1]。原来,在原癌基因的作用下,泛素连接酶E3(WWP1)表达升高,抢占了PTEN蛋白的位置,导致PTEN的抑癌功能受阻。而西兰花等十字花科蔬菜中含有的天然物质吲哚-3-甲醇可以抑制WWP1,激活PTEN的抑癌功能。
既然要聊癌症,当然得从基因突变聊起。原癌基因和抑癌基因这一对冤家,在健康人的体内,有各自负责的职务和功能,也是可以和谐共处的。但是,在表观遗传、外界环境等的影响下,基因发生突变,原癌基因表达升高,细胞增殖变得不受控制,这种时候,就需要抑癌基因出手了。
PTEN就是抑癌基因中的一员。它编码的磷酸酶可以抑制癌症通路的激活,从而控制细胞增殖、生长和代谢[2]。同时,PTEN的抑癌功能依赖于二聚体形式的存在,细胞膜上二聚体的形成和聚集对PTEN功能的激活起着至关重要的作用[3]。但是,PTEN这个抑癌基因有些不争气,空有一身抑癌本领,但是诸多癌症中都可以观察到PTEN突变或表达量极低,如果能找个法子激活PTEN的抑癌功能,多好啊~。Pier Paolo Pandolf教授就是其中的一员,并且十分幸运,他不仅找到了给PTEN的抑癌功能使绊子的通路,还找到了能消除绊脚石的物质,就是来自十字花科蔬菜的天然产物,吲哚-3-甲酸。
PTEN原本是应该和自家兄弟结合成为二聚体的,但是,由于革命意志不够坚定,一不留神,它就被别的蛋白“勾搭”走了。抢占了PTEN结合位置的这位仁兄就是大名鼎鼎的泛素连接酶E3-1(WWP1)。在研究人员对人前列腺癌细胞的分析中,它表现出了超强的与PTEN的结合能力,进一步的实验也证明了WWP1和PTEN在肿瘤细胞的结合。就这样,抑癌蛋白PTEN被泛素化了,这完全限制了它再和其他蛋白结合的能力[4],就算是和自家兄弟形成二聚体也不行。WWP1的过表达很明显地抑制了细胞膜上PTEN的募集,而失去了PTEN二聚体,癌症通路失去阻碍。
说完了抑癌基因,再来说一说原癌基因。在肿瘤细胞中,原癌基因MYC的表达升高是十分常见的,这与更高的病理分级和预后不良相关[5]。MYC是一种转录因子,研究人员在WWP1的启动子中发现了MYC的反应原件,只要敲除这个反应原件,就可以降低WWP1的表达,从而减少PTEN的泛素化,让PTEN的抑癌功能能够正常执行。
接下来,研究人员在人类前列腺癌细胞系中验证了MYC-WWP1-PTEN通路的正确性。之后,就是想办法抑制WWP1的活性了。直接删除WWP1的基因当然管用,但是,感谢神奇的西兰花,让研究人员有了更好的选择。WWP1是通过和PTEN结合,才抑制PTEN的抑癌功能的。研究人员分析了吲哚-3-甲醇的分子模型,发现吲哚-3-甲醇和WWP1的结构看上去更加“天作之合”,这俩的结合可要比WWP1去骚扰PTEN来得更快。
研究人员首先证实了吲哚-3-甲醇的加入确实能够在细胞水平上阻止WWP1和PTEN的结合,下面就是激动人心的小鼠实验了。研究人员给高表达MYC的前列腺癌小鼠进行了吲哚-3-甲醇注射治疗,治疗持续一个月。实验结果表明,吲哚-3-甲醇的治疗效果不错,抑制了PTEN的泛素化,激活了PTEN的抑癌功能,当然,更直观的是,小鼠的肿瘤重量和大小明显降低。
毫无疑问,这项研究为癌症治疗提供了新的靶点,尤其是对于PTEN水平较低的相关疾病来说,具有很好的应用前景。
至于吃蔬菜能不能抗癌这个问题嘛~本文的第一作者Yu-Ru Lee博士说了,你得每天吃将近6磅的球芽甘蓝(也就是5.4431084斤),还得是生吃[6]。
当然,多吃蔬菜对身体好。
参考文献:
[1] Reactivation of PTEN tumor suppressor for cancer treatment through inhibition of a MYC-WWP1 inhibitory pathway[J]. Science, 2019. DOI:10.1126/science.aau0159
[2] Understanding the Warburg Effect: The Metabolic Requirements of Cell Proliferation[J]. Science, 2009, 324(5930): 1029-1033. DOI:10.1126/science.1160809
[3] Cancer-Associated PTEN Mutants Act in a Dominant-Negative Manner to Suppress PTEN Protein Function[J]. Cell, 2014, 157(3): 595-610. DOI:10.1016/j.cell.2014.03.027
[4] K33-Linked Polyubiquitination of T Cell Receptor-ζ Regulates Proteolysis-Independent T Cell Signaling[J]. Immunity, 2010, 33(1): 60-70. DOI:10.1016/j.immuni.2010.07.002
[5] MYC Cooperates with AKT in Prostate Tumorigenesis and Alters Sensitivity to mTOR Inhibitors[J]. PLOS ONE, 2011, 6(3). DOI:10.1371/journal.pone.0017449
[6] https://www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190516142913.htm
标签: 癌症