在癌癥研究中,個體化醫學療法往往利用了單一腫瘤中特殊的遺傳改變來尋找其弱點并對其進行攻擊,很多腫瘤都攜帶有高水平的突變,這或許是因為一種特殊的抗病毒防御機制—APOBEC系統,其能意外地損壞DNA并誘發突變。對癌癥突變特征的分析常常會給研究人員提供突變來源的大量信息,并能指導臨床療法的使用,包括免疫療法等;尤其是,APOBEC3A(A3A,載脂蛋白BmRNA編輯酶催化多肽樣蛋白3A,apolipoprotein B mRNA-editing enzyme catalytic polypeptide-like 3A)如今已經成為了癌細胞發生突變的主要驅動因子,其表達會導致DNA的損傷,并會對ATR和CHK1檢查點激酶抑制劑療法變得敏感。

來自巴塞羅那科學技術學院等機構的科學家們通過研究發現,名為HMCES的特殊酶類或許一些肺部腫瘤的致命弱點,尤其是攜帶APOBEC系統所誘發的高水平突變的肺部腫瘤。HMCES是一種與脫堿基位點保護相關的蛋白質,其還能作為對A3A表達耐受的中樞性蛋白。
研究者Supek博士指出,阻斷酶類HMCES或許會對擁有活性APOBEC系統的細胞(比如很多肺癌細胞)產生很強的破壞性效應,但對于該系統沒有激活的細胞卻并沒有影響,正如在健康細胞中觀察到的那樣。除了能夠展示出對癌細胞的特異性之外,HMCES還能潛在地被藥物所靶向作用,這就使其有望成為未來科學家們開發肺癌療法的一種潛力的候選靶點。

誘導A3A的表達能降低肺腺癌細胞系的適應性。
本文研究中,研究人員通過與兩個不同學科的科學家們合作,使用了計算機手段和實驗性方法,研究者利用CRISPR/Cas9技術對多種類型的人類肺腺癌細胞系進行遺傳篩查實驗,這些實驗能夠分析從癌細胞中移除每一種基因所產生的影響,基于此研究人員就想觀察是否癌癥會對這些改變產生一定的耐受性。同時他們對在其它實驗室中進行的CRISPR遺傳篩查所獲得的數據也進行了統計學分析并證實了本文中的實驗結果。
研究者表示,當細胞感覺到DNA的錯配時,其就會進行DNA修復反應來保存細胞的遺傳信息。值得注意的是,這種反應還會與APOBEC酶所偶聯,APOBEC通常被人類細胞用來抵御病毒感染,同時其還在幫助機體抵御肝炎和HIV感染上扮演著關鍵角色,此前研究人員在基因組數據科學實驗室描述過這一機制,同時他們還發現,在某些情況下,當APOBEC酶和DNA修復過程同時處于活躍狀態時,APOBEC就能攔截DNA修復過程,從而產生突變謎團。

CRISPR/Cas9遺傳篩查揭示HMCES和其它的DNA修復基因或能作為A3A表達細胞的弱點。
晚期癌癥往往會積累大量的DNA突變,從而就會使得更具侵襲性且更好地抵御藥物;其中很多突變都是由能加速腫瘤進化的APOBEC來引發的,因此,殺滅能激活APOBEC系統的癌細胞或許就能減緩腫瘤的進化并防止其獲得新型危險性的突變。綜上,研究人員揭示,HMCES的破壞和A3A的表達均會增加癌細胞對電離輻射、氧化性壓力和ATR抑制的敏感性,這些策略均是在過程中經常使用的方法;因此HMCES或能作為開發A3A表達腫瘤的選擇性療法的一種非常有吸引力的靶點