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科学家如何聚焦关键癌基因研究 解读癌症发病机制及新型疗法?

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本文中,小编整理了多篇研究报道,来共同解读科学家们如何聚焦癌基因研究,来阐明诱发癌症的分子机制以及开发新型癌症疗法。与大家一起学习!

科学家如何聚焦关键癌基因研究 解读癌症发病机制及新型疗法?

【1】Nat Med:以全新视角分析古老癌基因 寻找克制多种癌症的新疗法

doi:10.1038/s41591-018-0022-x

KRAS是癌症发生过程中最常见的一种突变基因,同时也是被科学家们广泛研究的一种基因,在PubMed上搜索KRAS关键词可以得到9000多条搜索结果,大部分的研究都重点分析了该基因在突变状态下的致癌角色,但一种基因转变成为癌基因或许有多种方法。

近日,一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中,来自MIT博德研究所和哈佛大学的研究人员对致癌基因在正常状态下(野生型形式)的癌症进行了研究,这种基因会不断复制,就好像癌细胞会存在一百甚至更多的基因拷贝一样,研究者发现,这种肿瘤或许比我们认为的更要常见,而且他们也能够提出治疗这种癌症的独特方法。

当KRAS发生突变时,细胞就会产生正常的蛋白产物,但这种蛋白通常会处于活性状态,其会告诉细胞不断生长和分裂;当KRAS并未突变但却发生增殖时,最后的结果也是相同的,即细胞会过度生长,但其机制似乎有点不同,由于相比正常状态下细胞会产生更多的基因拷贝,因此其就会产生大量的KRAS突变,同时还会压制细胞中的生长信号。

【2】Dev Cell:揭秘抑癌基因新功能!发现结直肠癌的新诱因!

doi:10.1016/j.devcel.2018.02.013

结肠癌是癌症相关死亡最常见的第二大诱因。长期以来,科学家们都知道APC蛋白在预防结直肠癌中发挥着关键作用。APC失活会促使结直肠癌的发生,而APC失活导致了几乎80%的结直肠癌。来自达特茅斯诺里斯棉花癌症中心的Yashi Ahmed博士实验室的研究人员与范德堡大学Ethan Lee博士课题组及迈阿密大学西尔维斯特综合癌症中心的David Robbins博士课题组合作,发现了这个结肠癌基因的有一个新功能:APC可以阻止几个结肠癌激活因子的活动。

APC在一个允许细胞与周围细胞交流的信号通路中发挥功能。当APC失活后,这个信号通路失控,从而促使结肠癌发展。而APC在这个通路中具体怎么发挥作用仍然是一个未解之谜。长期以来的观点是APC只有一个功能:破坏该通路中的一个激活子,防止通路过度活化。“我们的研究结果令人惊讶,APC实际上还具有第二个作用:扮演着这条信号通路中几个激活因子的刹车角色。”Ahmed说道。“这项工作刷新了我们关于这个基因如何工作的认知,表明APC的作用比之前认为的更广泛、更多样化。”

科学家如何聚焦关键癌基因研究 解读癌症发病机制及新型疗法?

【3】Mol Cell Biol:SRC增加明星癌基因mRNA表达促进乳腺癌进展

doi:10.1128/MCB.00463-17

MYC基因对乳腺癌细胞的增殖和癌症进展都非常重要,在乳腺癌细胞内MYC的mRNA维持在很高水平,并且经常不依赖于基因扩增。众所周知MYC基因表达的产物能够在转录水平、转录后水平和翻译后水平得到多层次调控,但是乳腺癌细胞中MYC的mRNA究竟以何种机制维持高水平还不得而知。

在最近一项发表在国际学术期刊Molecular and Cellular Biology上的研究中,来自美国的研究人员发现呈雌激素受体(ER)阳性的乳腺癌细胞受到雌激素刺激会通过SRC依赖性的RNA结合蛋白△N-IMP1使MYC的mRNA得到稳定。

研究人员还发现在缺少雌激素刺激的情况下,肿瘤抑制因子p53的缺失会增加MYC 的mRNA水平。但是在携带野生型p53的细胞中,SRC仍然能够越过p53对细胞周期的抑制,在雌激素刺激下使细胞进入细胞周期。

【4】Nat Med:受癌基因影响的免疫环境调控了前列腺癌的恶化

doi:10.1038/nm.4463

癌症免疫疗法,即通过激活患者的免疫系统抵抗癌症,是如今癌症治疗领域革命性的突破。然而,临床试验结果表明只有一小部分患者对该疗法有阳性的结果,因此,不同类型癌症的差异性或许是免疫疗法广谱性不足的原因。

如今,来自BIDMC的研究者们发现前列腺癌的遗传差异决定了原发性前列腺肿瘤浸润组织中免疫细胞的组成。这些免疫细胞反过来能够影响肿瘤的发展以及治疗后的效果。相关结果发表在最近一期的《Nature Medicine》杂志上。研究结果表明,基于这一认识能够更好地会患者提供靶向性的治疗方法,从而提高癌症的治疗效果。

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【5】Cancer Res:徐州医科大发现促进乳腺癌侵袭转移的新癌基因

doi:10.1158/0008-5472.CAN-17-0883

多聚嘧啶通道结合蛋白1(PTBP1)也被称为hnRNP1,属于广泛表达的核内不均一核糖体蛋白(hnRNP)家族。它的主要功能是结合靶基因的mRNA,调控其可变剪接或mRNA的稳定性。许多研究已经证明PTBP1异常表达与肿瘤的发生、发展密切相关。PTPB3是该家族中一个研究相对较少的成员。

最近在一项发表在国际学术期刊Cancer Research上的研究中,来自徐州医科大学的郑骏年教授等人发现PTBP3能够诱导乳腺肿瘤细胞发生上皮间充质转化,并促进肿瘤细胞的侵袭性生长和转移。PTBP3的表达上升与乳腺癌的淋巴结转移、组织学分级、TNM分期以及病人的5年不良生存率都存在显著相关性。

【6】Oncotarget:新型乳腺癌药物能击败诱发多种类型癌症的癌基因-Ras

doi:10.18632/oncotarget.21660

很多科学家都认为,阻断癌基因Ras的功能是癌症治疗的“必杀技”,因为这些基因的突变会驱动癌症多种不同类型癌症的发展,人类机体中存在三种不同的Ras基因:H-Ras、K-Ras和N-Ras,这些Ras基因和癌症的发生直接相关;近日,一项刊登在国际杂志Oncotarget上的研究报告中,来自弗吉尼亚联邦大学Massey癌症中心的研究人员通过研究发现,一种批准的乳腺癌药物来那替尼(neratinib)不仅能够阻断Ras基因的功能,还能够阻断其它多个致癌基因的功能。

这项研究中,研究人员想通过研究确定是否药物来那替尼单独使用或同其它药物制剂联合使用,能够帮助杀灭非小细胞肺癌细胞(NSCLC),这类癌细胞会对药物阿法替尼(afatinib)产生耐药性,阿法替尼和来那替尼被认为能够抑制EGFR和HER2激酶的功能,这些激酶能够调节癌细胞的生长以及化疗耐药性;阿法替尼类似于来那替尼,然而来那替尼却能够不可逆地将其吸附到EGFR和HER2激酶上,这种吸附作用就能够永久阻断受体的功能,诱发细胞被靶向降解,如今研究者发现,药物来那替尼实际上能够杀灭对阿法替尼耐药的NSCLC细胞。

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【7】Science:癌基因蓝图绘制成功,或能推动个体化医疗的进程

doi:10.1126/science.aan2507

在最近发表在《Science》杂志上的一篇文章中,研究者们绘制出了与主流癌症相关的病理学基因蓝图,展示了每个蛋白表达水平的差异究竟会对患者的生存期产生怎样的影响。这一蓝图的成功绘制将助力于精准医疗与个体化癌症治疗的发展。

这一蓝图是基于对8000名患者的17中主要癌症类型进行分析而得出的,此外还加入了患者的存活数据。利用超级计算机技术,总共能够对2.5PB的数据进行分析,并声称超过900000份存活图表,它们详细地描述了体内蛋白质以及RNA的表达差异与患者临床存活时间的关系。

“人类蛋白质蓝图计划”联盟的主任同时也是该蓝图的主要领导之一Mathias Uhlen教授称:”这项研究与以前的癌症相关研究都不相同,它并没有专注于癌症特有的突变,而是对癌症相关突变引发的下游效应进行了系统性的分析。我们第一次发现了基因的表达差异对于患者寿命的影响,这就是’大数据‘在临床研究中的意义。它也提醒我们研究者们要时刻注重数据的共享与相互学习”。

【8】Cell:首次构建出人癌基因依赖图谱,有助鉴定出潜在新的治疗靶标

doi:10.1016/j.cell.2017.06.010

在一项新的研究中,来自美国哈佛大学-麻省理工学院布罗德研究所(以下称布罗德研究所)和达纳-法伯癌症研究所的研究人员构建出肿瘤细胞存活所依赖的基因的综合图谱。相关研究结果发表在2017年7月27日的Cell期刊上,论文标题为“Defining a Cancer Dependency Map”。

这个由布罗德研究所和达纳-法伯癌症研究所发起的项目旨发现肿瘤细胞存活和生长所依赖的基因。

英国伦敦癌症研究所药物发现专家Paul Workman教授(未参与这项研究)说,“这项重要的研究阐明了人癌细胞如何依赖于特定的基因。鉴定出的这些基因可能是发现新的靶向疗法的药物开发靶标。”

这项研究人员研究了代表着20多种癌症的500多种不同的人癌细胞系。这些癌细胞系是科学家们能够在实验室中持续培养的细胞,而且他们研究了关闭上千个基因的影响。

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【9】Cell:癌基因“遗传平衡”或会影响患者对癌症疗法的反应

doi:10.1016/j.cell.2017.01.020

进行癌症疗法的选择越来越需要确定肿瘤细胞中是否含有一些特殊突变的癌基因会驱动癌细胞异常生长,并且确定是否癌细胞会对特殊药物耐受或敏感,近日来自加州大学旧金山分校的研究人员就通过研究发现,以常见的癌基因KRAS突变为例,患者对疗法的反应往往会随着肿瘤的不断进化而发生改变,相关研究刊登于国际杂志Cell上。

研究者指出,从肿瘤细胞基因组的DNA序列中鉴别出独特的异常表现或许能够帮助研究人员指导癌症疗法的决策,而癌基因KRAS“失衡”或许也会成为极具临床价值的遗传特点。文章中,当研究人员对能够产生多种不同白血病的小鼠进行研究时,他们鉴别出了一种特殊的“离群情况”,也就是说,在疗法之前这种癌症势头非常凶猛,其对MEK抑制剂靶向疗法的反应会持续下去,或者说是癌细胞会随着时间对药物产生耐受性,这些因素都会驱动研究人员探究特殊遗传改变和不同疗法反应之间的关联。

【10】Cancer Res:华人科学家发现经典癌基因Myc的新合作伙伴

doi:10.1158/0008-5472.CAN-16-1663

最近,澳大利亚儿童癌症研究所的华人科学家Tao Liu带领研究团队在国际学术期刊Cancer Research上发表了一项最新研究进展,他们发现了治疗一种神经母细胞瘤的新潜在靶点。

Myc癌蛋白通过调节其他癌基因的表达发挥促肿瘤形成作用。其靶基因启动子区域的Myc应答元件发生H3K79甲基化是Myc诱导转录激活的严格先决条件,而到目前为止DOT1L是已知的唯一一个能够催化H3K79发生甲基化的组蛋白甲基转移酶。研究人员对该分子是否参与了Myc介导的肿瘤形成和进展进行了研究。

在这项研究中,他们发现N-Myc通过与DOT1L基因的启动子结合能够上调DOT1L的mRNA和蛋白表达。利用shRNA敲低DOT1L的表达能够抑制N-Myc靶基因ODC1和E2F2的mRNA和蛋白表达。DOT1L可以与N-Myc蛋白的Myc Box II结构域结合,敲低DOT1L能够减少组蛋白H3K79的甲基化以及N-Myc蛋白与ODC1和E2F2基因启动子的结合,从而抑制神经母细胞瘤细胞的增殖。(生物谷Bioon.com)

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“语言基因”对人类进化的作用遭质疑

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“语言基因”对人类进化的作用遭质疑

美国一项新研究发现,近年来被认为对人类进化至关重要的“语言基因”FOXP2,过去20万年里在人类身上并没有经历特殊变化。这意味着人类语言进化史与原先认为的不同,需要新理论来解释。

FOXP2基因与人类语言能力有关,其缺陷会导致语言障碍,患者拥有正常的认知能力,但不会说话。2002年有一项研究提出,现代人类即智人的FOXP2基因中有两个独特突变,它们是在过去20万年里产生的,可能导致人类祖先语言能力增强,促成了智人的崛起。

美国加利福尼亚大学戴维斯分校等机构研究人员最近报告说,他们开展了更广泛的基因组比对,发现这两个突变并不独特,当初的发现只是样本选择有偏差导致的假象。

2002年的研究以20个人的基因组为基础,发现FOXP2的两个突变在人类中存在选择性清除现象,即有利的基因突变迅速在群体中扩散,而处于劣势的突变会被清除。

新研究分析了50个现代人的基因组,并与已灭绝的尼安德特人和丹尼索瓦人对比,并未发现选择性清除现象,显示FOXP2基因在智人身上没有经历特殊的选择作用。相关论文发表在美国《细胞》杂志上。

研究人员说,他们发现样本人群的结构对分析结论有很大影响。旧研究的样本主要是欧洲和亚洲人,新研究的样本更为多样化。如果刻意选择与旧研究结构相同的样本,就能得出与之相似的结论,意味着该结论是统计假象。

语言是实现复杂社会合作的基础,因而与人类文明的诞生密切相关。新研究并没有否定FOXP2基因在功能上与语言的关系,但显示人类语言的进化历程比原先认为的更复杂。(生物谷Bioon.com)

 

Cell Rep:雌激素受体基因融合或是乳腺癌转移及致死性耐药性发生的“元凶”

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2018年8月14日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –雌激素受体炎性(ER+)的乳腺癌是一种最常见的乳腺癌,这类乳腺癌对疗法产生耐受性非常普遍,而且最终会发展成为转移性癌症,成为诱发患者死亡的主要原因,近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自贝勒医学院等机构的研究人员通过研究鉴别出了一种雌激素受体α基因(ESR1)易位事件,其或许不仅能驱动癌症产生耐药性,还会诱发ER+的乳腺癌细胞发生转移。

Cell Rep:雌激素受体基因融合或是乳腺癌转移及致死性耐药性发生的“元凶”

图片来源:Tom Misteli, Ph.D., and Karen Meaburn, Ph.D. at the NIH IRP.

研究者Jonathan Lei说道,通常乳腺癌并不被认为是由染色体易位而引起的癌症,当两个单独的基因发生分裂,然后其末端互联形成一种嵌合体(融合体),一个基因的前半部分和另外一个基因的后半部分通常会编码形成蛋白质;然而在这项研究中,研究者通过RNA测序技术在ER+乳腺癌中检测到了ESR1融合转录物的存在,但他们并不确定这些转录物会促进乳腺癌进展。

这项研究中,研究人员对几种不同的乳腺癌患者机体中的ESR1融合基因进行了研究,包括原发性的乳腺肿瘤患者、并未接受疗法的肿瘤患者以及晚期阶段对内分泌疗法耐受的转移性ER+乳腺癌患者;结果研究人员发现两种不同的ESR1融合事件能产生活性雌激素受体融合蛋白,他们希望能够深入细致地研究这些融合蛋白的生物学特性。

这两种极度活跃的融合蛋白(部分雌激素受体以及部分融合伴侣蛋白)能够促进乳腺癌细胞对内分泌疗法产生耐受性,部分是因为与雌激素及乳腺癌药物他莫昔芬能相互作用的雌激素受体能被来自伴侣基因的蛋白质片段所替代,后者能够促进癌细胞的失控生长;此外,ESR1融合还能促进细胞的能动性,癌症常常会通过一种上皮细胞间质转化(EMT)过程来进行扩散,这或许就能够解释为何这些活性ESR1基因仅会在进行性的乳腺癌中被发现。

研究者表示,利用一种FDA批准的癌症药物或许就能抑制原发性和转移性位点中ESR1融合驱动的肿瘤生长,这种名为palbiciclib和abemacicilib的药物能够靶向作用CDK4/6细胞周期蛋白。研究者Lei说道,本文研究结果非常重要,因为其能够帮助解释为何内分泌疗法耐受性和癌症转移与癌症致命过程相关,我们的研究应该更加关注如何在早期和晚期ER+乳腺癌患者机体中识别并且对额外的ESR1融合进行特性研究。未来研究人员或许还会在转移性乳腺癌中检测到更多的ESR1基因融合,目前许多精准医学研究都正在进行之中,包括对患者进行RNA测序来改善患者的治疗效果等。

从临床角度来讲,诊断出ESR1基因融合或许就能帮助研究人员针对内分泌疗法耐受性的转移性ER+乳腺癌患者选择CDK4/6抑制剂单一疗法,来指导对癌症患者的治疗,后期研究中研究人员还将通过更为深入的研究来开发新型疗法治疗转移性或耐药性的乳腺癌患者。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Jonathan T. Lei,Jieya Shao,Jin Zhang, et al. Functional Annotation of ESR1 Gene Fusions in Estrogen Receptor-Positive Breast Cancer, Cell Reports (2018). DOI: 10.1016/j.celrep.2018.07.009

剧毒蘑菇产毒与基因水平转移有关

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剧毒蘑菇产毒与基因水平转移有关
剧毒蘑菇可致人于死地,原因在其含有毒素物质。记者21日获悉,中国科学院昆明植物研究所的一项研究成果发现,属于不同科别的剧毒蘑菇,能合成相同的、令人毛骨悚然的“鹅膏毒肽”,源于早年发生的基因水平转移事件。
据中国科学院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室罗宏副研究员介绍,毒素是蘑菇因自我生存的需要而产生的,它可驱走对其有伤害的昆虫或其它动物,让后代孢子有机会成熟并得以传播和繁衍。因此,一些蘑菇进化出了高效的“毒素生产线”,增强了其生存适应能力。早在100多年前,人们就已发现世界上最毒的鹅膏属、盔孢伞属和环柄菇属之间的亲缘关系较远,分别隶属分类学中三个不同的科,但却都能合成同一类毒素——鹅膏毒肽。但是,对这三大类剧毒蘑菇的“鹅膏毒肽生产线”如何进化而来,却众说纷纭。
最近,中国科学院昆明植物研究所的研究团队发现,合成鹅膏毒肽的机制大大出乎人们的想象。罗宏告诉科技日报记者,这几种毒蘑菇的祖先,早年曾有共处同一生境的经历,它们通过基因水平转移的方法,将环柄菇或接近环柄菇的剧毒蘑菇合成毒素的基因“山寨”了一份,加入到自己的基因中去,这个机制非常复杂,在其它生物或许要经历几万年才能进化而来。
研究还发现,“山寨”过来的基因,是从环柄菇到盔孢伞再到鹅膏分步骤实现的,鹅膏最后才获得这一毒素合成“秘方”,但却进化出了合成新毒素的能力,因此其毒性超过了盔孢伞和环柄菇,变身“毒王”,成为90%蘑菇中毒致死事件的罪魁祸首。
此项研究为解析剧毒蘑菇的产毒机制,以及今后基于基因组、基因工程等手段精准挖掘和利用毒素资源,为科学检测和预防此类蘑菇中毒,提供了基础性的科学依据。研究成果已在线发表在《国际菌物协会会刊》上。(生物谷Bioon.com)

Nature子刊:非编码RNA癌症药物基因组图谱新突破

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Nature子刊:非编码RNA癌症药物基因组图谱新突破

 

近日,匹兹堡大学药物遗传研究中心的杨达和张敏课题组借力于一种名为弹性网络回归(Elastic Net regression)的机器学习模型,从1,001个肿瘤细胞系的高通量长非编码RNA表达谱(long noncoding RNAs, lncRNAs)与265种抗癌药物敏感性数据中,挖掘出了27,341对lncRNA-药物可预关联(lncRNA-drug predictive pairs)并绘制出了lncRNA癌症药物基因组图谱。

研究结果以“Systematic Identification of Non-coding pharmacogenomic landscape in cancer”为题发表在《Nature Communications》杂志上。

LncRNA是一类长度超过200个核苷酸的ncRNA,少部分lncRNA在肿瘤细胞生长、迁移及耐药发生中的关键调控作用已被多次报道1-7,但人们对于大部分lncRNA在肿瘤细胞中的调控作用仍缺少系统的认识。近年来,许多研究致力于对上千肿瘤细胞系进行高通量测序与药敏测试,促进了人们对肿瘤耐药机制的认识。然而,这些研究也因局限于蛋白质编码基因而难以完备地阐明耐药的发生与调控8-12。

在该项研究中,研究人员分析了由弹性网络回归模型筛选出的lncRNA-药物可预关联,发现有一部分lncRNA与同种机制多种药物的药敏高度相关,而另一部分lncRNA则与不同机制多种药物的耐药有关。研究人员进一步实验验证了lncRNA EPIC1对BET 蛋白抑制剂在乳腺癌细胞中的耐药调控,并通过转录组测序分析发现它对耐药的调控与MYC通路的激活具有显着相关性。BET抑制剂(Bromodomain and Extra-Terminal motif Inhibitors)是最近发现的一类非常热门的抗癌小分子药物。目前在多个癌症的临床实验中效果都不错。BET抑制剂的抗癌作用的主要机制之一是通过抑制癌基因MYC的表达。

在杨达组于今年4月发表于Cancer Cell上的文章中9,本论文的作者之一王泽华博士证实了EPIC1可直接结合MYC并激活MYC靶基因的转录。结合本文的发现,EPIC1很可能通过提高MYC的转录活性来拮抗BET抑制剂引起的MYC表达抑制从而导致耐药性。此外,研究人员对与不同机制多种药物的药敏都高度相关的lncRNA也进行了进一步分析,他们推测这些lncRNA可能与药物本身在细胞中的代谢有潜在关联。

研发药物的成本一直居高临下,因此,人们一直以来都希望通过成本更低、耗时更短的细胞系药敏筛选来建立预测模型,能够在药物进入临床实验前预测癌症病人对药物的药敏性。在本研究中,研究人员对5,605个TCGA病人样本与505个肿瘤细胞系进行相关性分析,发现lncRNA在两者中的表达谱十分相似。因此,他们利用先前筛选出的lncRNA-药物可预关联,为每一个药物建立了一个药敏预测模型。这些基于lncRNA的模型不仅可以很好地预测细胞系中的药敏数据,在这些病人样本中亦具有很好的预测表现。

研究人员推测耐药的病人可能具有较差的生存曲线,发现在接受他莫昔芬(tamoxifen)治疗的卵巢癌、5-FU治疗的胃癌及紫杉醇(paclitaxel)治疗的子宫内膜癌患者中,被模型预测为耐药的患者皆具有相对较差的预后,提示了lncRNA在药敏预测中的巨大潜力。

以往测序技术的限制使得许多lncRNA的研究都采取“自下而上”的策略,即先通过大量实验确定lncRNA的功能,再通过lncRNA的功能得出生物学假设它们有可能调控何种药物敏感行。如今由于测序技术的日渐完善,研究人员们拥有了更多大型组学数据的支持,可以从药物出发去寻找与药物存在潜在调控关系的lncRNA,这将为日后基于lncRNA的精准治疗和癌症机制研究提供重要依据。据悉,该论文的第一作者为匹兹堡大学药学院的在读博士生王越。(生物谷Bioon.com)

小编推荐会议 2018(第六届)非编码RNA学术研讨会

http://meeting.bioon.com/2018Non-codingR?__token=liaodefeng

基因编辑治愈乙肝?吉利德4亿美元与Precision合作

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基因编辑治愈乙肝?吉利德4亿美元与Precision合作
吉利德一直在寻求一种乙型肝炎治疗的新途径。日前,吉利德通过与Precision BioSciences公司的基因组编辑平台开展基因疗法合作,旨在开发出消除体内乙肝病毒感染的新疗法。
据悉,此次合作吉利德将全力资助并进行临床试验,Precision公司将负责早期开发、配方和临床前工作。后者预计可获得高达4.45亿美元的里程碑付款,外加商业化后的分层特权使用税。
目前的乙肝病毒治疗可以抑制病毒复制,但并不能完全清除病毒;如果停止治疗,感染的共价闭合环状DNA(cccDNA)能够使乙肝病毒复制重新开始。
Precision的ARCUS编辑平台来源于一种称为归巢核酸内切酶的天然酶,位点特异性DNA切割酶,在许多真核生物物种的基因组中进行编码。根据Precision介绍,归巢核酸内切酶具有不同寻常的能力,能够精确地识别DNA长序列(12-40个碱基对),这些序列通常很少见,只在复杂的基因组中出现过一次。这些非破坏性酶引发基因转化,以一种非常精确的方式对基因组进行修饰,最常见的是通过插入新的DNA序列。该公司的全合成版被设计用于定位和破坏特定序列,并最大限度地减少脱靶效应。
ARCUS技术基于ARC核酸酶,一种类似于归巢核酸内切酶的完全合成酶,但其经过了显着改善。Precision公司指出,ARC核酸酶很小,具有前所未有的特异性,可以被定制在任何标靶基因内来识别DNA序列。这种酶是通过专有的计算机模拟系统和实验室技术而创建的,旨在确保基因编辑效率最大化和脱靶效应最小化。Precision补充道,基于相关模型生物体中切割活性的分析,核酸酶可被优化来控制效力和特异性。
Precision分析,在复杂基因组中能够靶向单个DNA断裂并在没有随机脱靶下实现基因修饰,这使得归巢核酸内切酶成为了非常理想的治疗级基因组编辑技术的起始材料。
吉利德在一项声明中表示,利用ARCUS核酸酶进行的初步体外研究已显示出在人肝细胞中对cccDNA和整合的HBV DNA的显着活性。Gilead CSO和研发主管John McHutchison博士说,“我们期待将这项技术作为我们HBV治疗研究工作的重要组成部分。”
Precision公司首席科学家Derek Jantz说,“吉利德针基于乙肝治疗的方法是比较全面且令人兴奋的。这对我们的技术来说是一个很好的应用,在去年相关模型中就治疗性体内编辑,已取得了显着进展。”
本月早些时候,Precision扩大了与宾夕法尼亚大学的合作,专注体内基因编辑。该为期三年的项目涵盖了三个基因敲除计划和多达三个敲入或基因修复计划,包括在进行临床试验之前对非人灵长类动物模型的研究。
另外在今年夏天,Precision公司筹集了1.1亿美元,将其现有的CAR-T肿瘤疗法转向人体临床试验,其中吉利德公司参与了B轮融资。Precision的计划是从健康志愿者而非癌症患者的T细胞中使用ARCUS进行CAR-T疗法。该公司之前的投资者包括venBio以及安进和百特(Baxter)的风险部门。(生物谷Bioon.com)

全部脊椎动物基因组测序再上路

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全部脊椎动物基因组测序再上路

 

为了获得更多的关注和支持,研究人员迫切希望对所有脊椎动物的基因组进行测序。近日,科学家正式启动了脊椎动物基因组计划(VGP),发布了14个物种的15个高质量基因组。但该计划仍远未筹集到所需资金,以记录地球上约6.6万种脊椎动物的基因组。

这个项目已经进行了3年,其前身是2009年启动的基因组10K计划(G10K),后者旨在破译1万种脊椎动物的基因组。G10K产生了大约100个基因组的数据,但并不是很详细,部分原因是测序成本太高。

然而,如今高质量测序的成本已降至每10亿DNA碱基不到1.5万美元,这使破解脊椎动物基因组成为可能。G10K联合创始人、美国加州大学圣克鲁斯分校计算生物学家David Haussler说:“我们曾认为‘基因组’并不适合进行深入研究。但我认为我们已经到了一个转折点。”

G10K负责人、美国纽约洛克菲勒大学神经科学家Erich Jarvis补充说,从广泛的脊椎动物样本中获得精确的基因组将使研究人员能够“解决以前无法回答的问题”。

但资金仍然是一个障碍。到目前为止,VGP已经筹集了250万美元,用于从脊椎动物谱系的260个主要分支中选出一个有代表性的物种进行测序。但Jarvis说,要实现测序所有6.6万种脊椎动物的目标,需要大约6亿美元。

在Jarvis于2017年执掌G10K之后,他和英国威康桑格研究所的同事,以及德国马普学会分子细胞生物学遗传学研究所的合作者,试图与测序公司谈判,开发新的协议和软件,降低测序成本。其目标是生产出负担得起、高质量的基因组测序数据,这些基因组足够完整,可以将测序后的DNA碱基分组成单个染色体。Jarvis说,最终,VGP的目标是生产出能超越人类和老鼠基因组完整性的基因组,这需要数十亿美元的成本。

为了证明VGP的潜力,Jarvis和同事公布了15个高质量的基因组。它们包括一种濒临灭绝的新西兰鹦鹉、一种加拿大猞猁、一种新发现的墨西哥龟类和一种无腿两栖动物蚓螈,此外,还有两种丽鱼,以及斑胸草雀和鸭嘴兽的基因组数据改良。

VGP在数据上附加了一些字符串。虽然资助或运营该项目的研究人员可以无限制地获得这些序列,Jarvis说,其他人将需要把研究局限在所有物种的一个基因上,或者只分析一个物种中不超过5个基因。这些限制预计将至少在未来两年内实施,旨在给VGP时间,让他们发布对序列的全面分析。

但这种限制政策也可能引发问题。当小麦基因组测序人员采用类似的分级访问政策时,出现了一些危险信号。这也促使一些竞争团队抢在小麦团队之前公布自己的基因组数据。目前尚不清楚VGP的数据共享政策是否会引发类似的竞争。

这些新测序数据是VGP第一阶段的一部分,该阶段试图对266个物种进行测序,至少包含每个脊椎动物分支的一个成员——VGP的定义是在6000万年前的一次大灭绝事件后幸存下来或建立起来的群体。目前,30个物种的测序工作正在进行中。

该组织根据20个问题设定了物种优先顺序表,这些问题包括测序对拯救濒危动物的潜在贡献等。加利福尼亚圣地亚哥动物园保护遗传学家Oliver Ryder说,在某些情况下,研究人员认为确定脊椎动物的基因组可以“降低灭绝的风险”。

VGP正在寻求政府和基金会的支持,但到目前为止,大部分资助都来自于个体科学家——他们自掏腰包破译动物遗传密码。Jarvis说,这些科学家正成群结队地加入这个项目,VGP的任务清单中每周能新增6个新物种。VGP目前正在向公众推广这种众包模式,并推出了一个“领养物种”计划,希望每周能将新增物种的数量增加一倍。

VGP-G10K项目总监Sadye Paez说,“我们希望VGP启动的消息能引起轰动。”(生物谷Bioon.com)

 

研究发现血压新基因区域 解释基因高度遗传性问题

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研究发现血压新基因区域 解释基因高度遗传性问题

 

高血压中风和心脏病的主要危险因素。除了肥胖、吸烟、酗酒和高盐摄入等生活方式上的风险因素之外,基因高度遗传性也是导致高血压的重要因素。然而,目前我们对血压的遗传结构并不清楚。上月,《Nature Genetics》杂志一项涉及100多万参与者的研究发现了500多个影响血压的新基因区域,解释了近三分之一的血压遗传问题,为未来药物开发带来新启示。

这项研究以“Genetic analysis of over 1 million people identifies 535 new loci associated with blood pressure traits”为题发表在《自然遗传学》杂志上。该研究报告,这些基因不仅在血管中,而且在肾脏上方的肾上腺和身体脂肪中也发挥了重要作用。

来自NIHR Barts生物医学研究中心(NIHR Barts Biomedical Research Centre)的国际研究人员分析了100多万人的DNA,并将遗传信息与血压数据交叉引用。通过将高血压遗传风险最高组与最低组进行比较,研究小组能够计算出所有的遗传变异都与血压升高13 mm Hg有关,高血压和心血管不良后果风险增加的几率分别为3.34倍和1.52倍。

这项研究表明了药物开发的一些潜在新目标,并显示一些用于治疗其他疾病的药物也可用于高血压治疗,例如新发现的基因区域之一是2型糖尿病药物canagliflozin的靶点。重新使用已知安全的药物可能是治疗对当前疗法表现出耐药性或不耐受的患者的一种快速且经济有效的方法。

研究小组还发现,已知一些新的血压基因与其他疾病相关,例如,APOE基因因其与冠状动脉疾病和阿尔茨海默氏病有关而闻名,但在这项研究中首次被检测到对血压有影响。

英国健康与社会保障部首席科学顾问Chris Whitty教授说:“这项重大的研究表明了多种遗传因素是如何影响血压的,它提供的证据可能会在未来几年转化为对患者的预防和治疗措施。”

英国心脏基金会副医学主任Jeremy Pearson教授说:“高血压会使你患心脏病或中风的风险大大增加。虽然缺乏足够的运动、超重或经常过量饮酒等生活方式因素会导致高血压,然而我们的基因可能也起主要作用。不幸的是,有些人往往忽视基因的重要,仅仅关注从健康生活方式上免于高血压。知道哪些基因会导致高血压,或有助在伤害发生之前识别出某些高危人群。并通过药物或生活方式的改变介入治疗,进而预防成千上万的心脏病和中风事件发生。”

伦敦玛丽女王大学Mark Caulfield教授总结:“有了这些信息,我们可以计算出一个人晚年患高血压的遗传风险分数。采取精准医学方法,医生可以将早期生活方式干预的目标对准那些具有高遗传风险的人群,如减肥、减少酒精消费和增加运动。”(生物谷Bioon.com)

 

JAMA子刊:BRCA基因检测应该面向所有女性

基因君

JAMA子刊:BRCA基因检测应该面向所有女性

 

 

研究结果以“Eight of 10 people with cancer risk genes don’t know it”为题发表在9月21日的《JAMA Network Open》上。

通常携带有BRCA1/2突变的女性可以通过手术干预,尤其是预防性输卵管-卵巢切除术等方法来降低乳腺癌和卵巢癌的发病风险和死亡风险。在缺乏常规筛查的情况下,大多数人只有在被诊断患有癌症时,才会发现自己的BRCA1或BRCA2基因中带有与癌症相关的突变基因。

为何临床诊断会不足?研究发现可能与以下两方面有关:一是未能将基于标准的BRCA1/2检测策略转诊应用于具有较高前测概率的个体;二是这种基于标准的策略未能足够敏感地识别所有真阳性。

研究作者、耶鲁大学医学院遗传学教授Michael Murray说道,“人们通常要经历一场悲剧才会接受检测,当人们还处于健康状态时,依赖记录在案的个人或家庭病史并不足以支持他们进行基因检测。而等到演变为癌症才去检测,早已错过良机。希望有一天,我们可以通过对每个人进行有效的基因筛选来改变这种状况。”

具体来说,这项研究纳入了50726名研究对象,平均年龄为60岁。在接受全外显子组测序筛查的人群中,有267人(148例为女性,119例为男性)存在BRCA风险变异,但只有18%的人在得知该研究结果之前就知道自己具有这种癌症风险因子。

在存活的BRCA阳性患者组中,16.8%的人患有BRCA相关的癌症。在研究得出结论之前死亡的一小部分BRCA阳性患者中,有47.8%患有BRCA相关癌症。

本研究发现,与以往的临床护理相比,基于外显子组测序的筛查发现P/LP BRCA1/2变异个体的数量是以往的5倍。这些发现表明,基因组筛查可能识别与BRCA1/2相关的癌症风险,而这些风险可能在卫生保健系统中仍未被发现,为降低患者的发病率和死亡率进一步提供了机会。

Murray表示,所有存活的BRCA1/2携带者和死亡的BRCA1/2携带者在相关癌症史上所观察到的差异,标志着我们有机会前瞻性地识别和管理风险较高的个体,以降低与其相关的癌症发病率和死亡率风险。(生物谷Bioon.com)

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J Neurophy:介导神经元连接以及信息传递的关键基因

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2018年12月2日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –我们的认知能力取决于我们的脑细胞之间的连接或突触传递信号的程度。麻省理工学院Picower学习与记忆研究所的研究人员进行的一项新研究深入研究了能够突触传递的分子机制,以显示突变时与导致智力残疾有关的蛋白质的独特作用。
J Neurophy:介导神经元连接以及信息传递的关键基因
(图片来源:CC0 Public Domain)
一种称为SAP102的关键蛋白质PSD-MAGUK的蛋白质家族的四个成员之一,其调节突触接收端上称为AMPAR的关键受体的转运和定位。但是,每个家庭成员的工作方式,例如大脑在发育到成熟过程中的进展,都不是很清楚。 “神经生理学杂志”的新研究表明,SAP102和PSD-95等其他家庭成员以不同的方式工作,这一特征的演变可能有助于提高哺乳动物和其他脊椎动物的认知能力。
“我们的研究结果显示,PSD-95和SAP102调节突触AMPAR功能的方式不同,”包括资深作者,脑部和认知科学部助理教授Weifeng Xu以及主要作者Mingna Liu写道。
具体而言,科学家发现这些蛋白质明显影响突触细胞或神经元中电流失去强度的速度。他们写道:“这是我们第一次证明PSD-95和SAP102对突触AMPAR电流的衰变动力学有不同的影响。”
在对大鼠一个叫做海马体的大脑区域进行的关键实验中,研究人员表明,虽然敲除PSD-95导致AMPAR电流频率和振幅减小,但他们可以通过用不同的方法替换PSD-95来恢复它们。与具有正常PSD-95的对照神经元或其中PSD-95被PSD-95alpha替代的细胞相比,其中PSD-95被SAP102替代的细胞具有不同的AMPAR电流“动力学”,意味着电流需要更长的时间来衰变。 SAP102所产生的时间差异可能会对突触如何影响认知产生重要影响。
“这些数据显示,PSD-95alpha和SAP102对突触AMPAR电流的衰减时间有明显影响,这可能导致神经元信息处理的差异突触整合,”
 
在另一组实验中,该团队表明SAP102独特地依赖于另一种称为CNIH-2的蛋白质。“这些数据显示,SAP102而不是PSD-95alpha对突触AMPAR电流的影响取决于CNIH-2,这表明SAP102和PSD-95alpha调节不同的AMPAR复合物,”
所有的研究结果表明,AMPAR调节的多样性导致突触当前时间的认知相应的差异。“很可能AMPAR复杂多样性有助于突触事件的时间分布,这对于不同细胞类型和突触的信息编码和整合非常重要。”(生物谷Bioon.com)

资讯出处:Protein has unique effects in neural connections related to information processing

原始出处:Mingna Liu et al, SAP102 regulates synaptic AMPAR function through a CNIH-2-dependent mechanism, Journal of Neurophysiology (2018). DOI: 10.1152/jn.00731.2017 

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