抗癌药物开发的其中一种策略是通过有效地分离基因,使其能再次被表达,如罗米地辛,它能有效地抑制组蛋白去乙酰酶(HDACs),修饰组蛋白,重新塑造染色质,调节靶向基因的转录。

图片来源:Dubova/Fotolia
根据布法罗大学科学家们的说法,受罗米地辛影响的基因,同时作用于癌症和自闭症。仅用极低剂量的罗米地辛对Shank3基因缺陷而患有自闭症的小鼠模型进行短暂的治疗,就可持续抑制它们的社会缺陷障碍。
这种药物的影响在小鼠身上能够持续三周,即从小鼠模型的青少年时期到青少年晚期,相当于人类的几年,这段时间也是社交关展的关键阶段,其结果表明了罗米地辛会对自闭症有一个持久的治疗效果。
罗米地辛缓解社会缺陷
在自闭症小鼠模型中,HDAC2异常高,使得细胞核中的染色质非常紧密,阻止了遗传物质进入需要表达的转录机制。
“HDAC抑制剂可以放松高密度的染色质,使转录机制能够进入基因的启动子区域;因此,它们可以被表达出来,一旦HDAC2被上调,它就会减少不应该被抑制的基因,并导致行为上的改变,比如孤独症样的社会缺陷。”纽约州立大学布法罗分校的生理学和生物物理学教授Zhen Yan博士解释说。
罗米地辛的短暂治疗缓解了shank3缺陷小鼠的社会缺陷。“通过在这些小鼠中上调HDAC2转录,然后利用罗米地辛在前额叶皮质中敲除HDAC2,能够挽救它们的社交缺陷。”文章的作者指出。
Yan博士及其同事早期的研究揭示了如何通过影响NMDA (n-甲基-d-天冬氨酸受体)受体的功能来阻断神经通讯继而导致ASD中常见的社会缺陷倾向,这也是调节认知和情绪的关键因素。
研究人员详细描述了Shank3缺陷小鼠中β-连环蛋白(一种调节细胞粘附和转录的Shank3结合蛋白)的核定位增加如何诱导HDAC2上调并导致出现社会缺陷。作者指明,“在下游分子水平上,罗米地辛处理提高了Grin2a和肌动蛋白调控基因的表达和组蛋白乙酰化,并恢复了Shank3缺陷小鼠中的NMDA受体功能和肌动蛋白丝。”
罗米地辛的普遍效应
“孤独症涉及到很多基因的缺失,” Yan博士说,“为了挽救这种社交缺陷,必须有一种化合物,使其能够影响到各种参与神经通讯的基因。”
“而自闭症和患癌症风险的基因具有广泛重叠性,其中许多是染色质重塑因子,这一事实也证明了将用于癌症治疗的表观遗传药物作为治疗自闭症的靶向疗法的必要性。”
当Yan博士和她的合著者进行全基因组筛查时,他们发现罗米地辛恢复了200多个被他们用以抑制孤独症动物模型的基因。
重要研究结果
“能够调整一组被识别为引发自闭症的关键基因的优势可能解释了这种治疗孤独症的药物的强大功效。”Yan博士说,“本研究的结果强调了与Shank3基因缺陷有关的社会缺陷的表观遗传机制,这可能暗示了对患有Shank3突变的自闭症患者的潜在治疗策略。”
三维基因组互作与表观遗传修饰是基因表达调控的重要因素,其动态变化与细胞生长发育及癌症等疾病的发生发展密切相关。解析染色质在活细胞内的时空动态,是理解基因调控机制的重要科学问题。现有基于CRISPR-C......
11月1日,在长沙举行的第五届湖南省抗癌协会家族遗传性肿瘤专业委员会学术年会上,中信湘雅生殖与遗传专科医院(下称中信湘雅)首席科学家卢光琇宣布,该院第100位通过胚胎植入前遗传学检测(PGT)技术阻断......
10月16日,记者从中信湘雅生殖与遗传专科医院获悉,该院研究员林戈、副研究员郑伟团队,联合山东大学、上海交通大学医学院等单位的科研团队开展合作攻关,系统揭示了卵子与早期胚胎质量问题导致女性反复“试管”......
衰老对身体产生的可见影响有时与基因活动的无形变化有关。DNA甲基化的表观遗传过程会随着年龄增长而变得不再精确,造成基因表达的变化。而这种变化与随着年龄增长而出现的器官功能衰退和疾病易感性增加有关。如今......
有些人比同龄人更显年轻,而有些人看着更显老;有些人年逾九旬仍身心康健,而另一些人早在数十年前就饱受糖尿病、阿尔茨海默病或行动障碍的困扰;有些人能轻松应对严重摔伤或流感侵袭,而有些人一旦住院就再难康复。......
近日,西北农林科技大学玉米生物学与遗传育种团队联合华中农业大学玉米团队在《植物生理学研究》发表论文。研究初步揭示了ZmGBF1-ZmATG8c模块通过自噬途径调控玉米耐热性的分子机制。随着全球气温持续......
记者21日从国家乳业技术创新中心获悉,该中心技术研发团队成功研制出奶牛种用胚胎基因组遗传评估芯片和“高产、抗病、长生产期”功能强化基因组预测芯片。该系列基因芯片具有完全自主知识产权,填补了我国基因芯片......
国际期刊《内分泌学前沿》日前刊登的一项新研究揭示,一种特殊基因对肠道吸收维生素D及其后续代谢过程至关重要,阻断或抑制该基因能够选择性抑制癌细胞生长。这一发现在癌症治疗等精准医学领域具有广阔应用前景。维......
记者从安徽农业大学获悉,该校王晓波教授团队联合中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟、李英慧研究员团队,解析了关键基因对大豆种子油脂和蛋白比例(油蛋比)的调控机制,为高油或高蛋白大豆品种选育提供了新方向。......
茶树是以收获新梢为主的叶用经济作物,茶芽大小不仅直接影响鲜叶的产量和品质,还与茶类适制性密切相关。解析茶树芽大小的遗传调控机制,有助于改良茶树品种、提高茶叶产量。近日,中国农业科学院茶叶研究所种质资源......