恢復癌細胞已失調的「生理時鐘」,可望提供抗癌新策略

作者 | 發布日期 2017 年 10 月 13 日 16:03 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

今年諾貝爾醫學獎頒給研究生理時鐘(circadian clock)的 3 名美國學者,以表彰他們發現「時鐘基因」(clock gene)的重要貢獻,這使生理時鐘研究由抽象概念有了具體的基因調控機制。如今此項基礎發現也運用在癌症醫學的研究。



健康細胞的增生通常以 24 小時為週期,這是因為細胞增生週期會受生理時鐘影響。癌細胞的生理時鐘通常已喪失功能,科學家發現許多癌細胞株、惡性腫瘤都有生理時鐘失調的現象。此外癌症病患腫瘤組織的生理時鐘功能失去愈多病情愈差,壽命也較短。

最近加拿大麥基爾大學(McGill University)精神醫學系的 Nicolas Cermakian 教授嘗試尋找能使癌細胞生理時鐘恢復正常的方法,他的研究證實某些「類固醇」能活化癌細胞的生理時鐘並抑制腫瘤生長,可望藉此開創一條治療癌症的「新道路」。該研究成果已刊登於今年 2 月的《BMC Biology》期刊。

事實上每個細胞都有數個負責調控生理週期的時鐘基因,彼此之間互相調節形成一個迴路,周而復始地運作以維持細胞的生理週期準確無誤。由於生理時鐘與細胞週期(cell cycle)調控、抑癌基因功能間皆有緊密的連結,一旦生理時鐘「停擺」,細胞生長的速度也會失控。先前研究已經證實,由於外部因素(如晝夜顛倒)或內部因素(如時鐘基因突變)導致的生理週期失調,都會促進腫瘤的發生及惡化。

當 Nicolas Cermakian 教授的研究團隊監測癌細胞時鐘基因表現情形,發現一般培養狀態下,癌細胞時鐘基因表現並未呈週期性變化。有趣的是當他們以一種人工合成的類固醇(Dexamethasone)處理癌細胞時,時鐘基因的表現恢復了週期性變化(註),進一步檢測調控細胞生長的基因表現情形,結果也出現週期性變化,這顯示細胞增值的調控可能恢復正常了。

的確,以類固醇處理癌細胞 36 小時後,細胞數目已明顯較對照組少;處理 2 天後,細胞數目僅為對照組的一半。研究團隊也發現反覆以類固醇處理癌細胞,能更有效減緩細胞增值的速度,細胞數量倍增所需時間會從 16.5 小時延長為約 24 小時,相當於正常細胞數量倍增所需時間。

研究團隊也於小鼠實驗證實:以類固醇處理可活化腫瘤癌細胞的生理週期,並抑制腫瘤生長。雖然目前仍不確定何種癌症病患較適合此療法,但相信他們的研究已為癌症治療開啟了一條嶄新的道路。後續他們也計畫在癌症病患身上活化癌細胞的生理時鐘,希望能以此治療癌症。

註:但是由於癌細胞內的生理時鐘調控已嚴重受損,因此藥物處理一週後此週期性又逐漸消失。

(首圖來源:pixabay

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