紫杉醇是一种常用抗肿瘤药物, 它促进细胞微管蛋白的聚合、抑制其解聚,使细胞阻滞在有丝分裂期, 进而抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡。由于其独特的抗癌机制,是临床治疗乳腺癌、卵巢癌、非小细胞肺癌等首选的一种一线抗癌药物。由于目前还缺乏预测和指导紫杉醇个体化用药的有效参考指标,对病人的用药缺乏针对性,其疗效也难以预测。因此,紫杉醇对不同的恶性肿瘤或同种肿瘤的不同亚型的治疗效果存在很大个体差异和不确定性。
目前,哈医大的一项研究成果为指导紫杉醇及其衍生药物(多西他赛)个体化用药提供了新的参考指标。
哈医大遗传学教研室周春水研究小组应用定量蛋白组学技术分析经紫杉醇处理的宫颈癌细胞HeLa中蛋白质的丰度变化,发现紫杉醇能够明显下调一种叫做PDCD4蛋白的表达水平,且肿瘤细胞对紫杉醇的敏感性与细胞中PDCD4的表达水平呈正相关。PDCD4(Programmed cell death protein 4)是一种已知的肿瘤抑制因子,它与eIF4A相结合抑制蛋白的翻译过程。由于其N端存在一个能够特异性结合mRNA的RNA识别功能域(RRM), 提示PDCD4很可能是一个具有特异性靶点的翻译抑制因子。 周春水研究小组应用抗PDCD4抗体从HeLa细胞裂解液中富集纯化了PDCD4-RNA复合体, 采用RT-PCR方法发现PDCD4能与控制细胞有丝分裂的泛素偶联酶UBE2S的mRNA发生特异性结合。以此为依据, 他们推测PDCD4通过抑制有丝分裂周期调控蛋白如UBE2S、KIF、TPX2等的翻译,调控细胞周期进展,从而影响细胞对紫杉醇的敏感性。
基于上述研究成果,周春水研究小组提出了以肿瘤抑制因子PDCD4在癌组织中的蛋白表达水平作为指导紫杉醇及其衍生药物的个体化用药参考指标。 对于所测定癌组织中PDCD4蛋白表达水平大于癌旁正常组织的患者,推荐采用紫杉醇或其衍生药物实施预防性化疗或者治疗性化疗,而对于所测定癌组织中PDCD4蛋白为低表达的患者,则应避免使用紫杉醇或其衍生药物。
目前,周春水小组已就基于PDCD4表达水平指导紫杉醇及其衍生药物(多西他赛)个体化用药的参考指标及检测和应用方法申请了国家发明专利。
从基础研究走向临床治疗,这是医学研究的终极目标,也是医学科研工作者们孜孜以求的梦想。周春水研究组希望他们的研究成果能够尽快在肿瘤个体化治疗中得到应用和检验,以造福于广大肿瘤患者。
紫杉醇药物敏感性受PDCD4表达水平影响的论文在线发表在2015年美国蛋白组学研究杂志(Journal of Proteome Research. 2015 Apr 30. Epub ahead of print), 其中定量蛋白组学测定部分由哈佛医学院 Steven Gygi教授实验室协助完成。哈医大博士研究生徐晖、孙慧莹和哈佛医学院博士后Noah Dephoure为共同第一作者,哈医大硕士研究生张海员在功能学验证部分也有突出贡献。哈医大附属医院的合作者在临床组织样本和临床资料上提供了帮助。哈医大遗传学教授周春水和哈佛医学院Steven Gygi教授为共同通信作者。