卵巢癌是十分常見的婦科癌症,其死亡率極高,大於六成的病患無法撐過五年。更嚴重的是,即使一開始使用手術能遏止腫瘤擴大,但大多數仍容易復發。卵巢癌的復發,大約是手術治療後過許多個月或年才發生,而復發前的時間,腫瘤看似處在一種「休眠」的狀態。學者推測,使卵巢腫瘤處於休眠期,可能是因為血管新生(angiogenesis)無法被啟動的關係。
血管新生,是微血管發展成一套血流供給系統。在腫瘤生長上,提供養分給腫瘤細胞,讓腫瘤脫離休眠期,開始迅速生長,使癌症惡化。然而,血管新生調控腫瘤復發(recurrence)的機轉目前並不是很清楚,也缺乏可研究的生物模型。
作者的研究團隊發現一個能用來研究卵巢休眠現象的新模型。利用一種腫瘤抑制基因 ARHI (aplasia ras homolog member, 也稱作D1RAS3),誘導卵巢癌細胞進行休眠,甚至造成細胞自噬、凋亡。作者將卵巢癌細胞株 SKOv3-ARHI 和 Hey-ARHI,移植到老鼠上,和做細胞培養,來研究卵巢癌的復發。
當加入促使血管新生的因子,VEGF 時(vascular endothelial growth factor),ARH1 表現量變少了,癌細胞快速生長起來。卵巢癌細胞好像從休眠期又「醒過來」,與腫瘤的復發很類似。有趣的是,如果重新表現 ARHI 時,卵巢癌則再次重回休眠狀態,癌細胞進行自噬而死亡。
此外,作者研究一些抑制血管新生的基因(anti-angiogenetic factors),如 tissue inhibitor of metalloproteinases-3 (TIMP3)、thrombospondin-1 (TSP1)、 angiopoietin-1 (Ang1)、angiopoietin-2(Ang2)、angiopoietin-4(Ang4)、E-cadherin(CDH1)…等等,發現在休眠期的卵巢癌細胞,這些基因會活化。
作者也發現,其中 TIMP3 和 CDH1 的調控與 epigenetics(表觀基因)有關。所謂的 epigenetics,就是透過不改變 DNA 序列的情況做一些調控,如 DNA 的甲基化(DNA methylation)或組蛋白的乙醯化 (histone acetylation),調節基因的表達與轉錄。
例如,卵巢癌休眠時,作者發現 TIMP3 和 CDH1 的 DNA 甲基化會變少,但復發時,則 DNA 甲基化會增加。另外,卵巢休眠時,histone acetylation 會增加,復發時則相反。
所以,如果能夠抑制 anti-angiogenetic factors 的 DNA 甲基化,或是促使 histone acetylation 增加,是否能抑制卵巢癌再復發呢?作者發現,給予 DNMT1 inhibitor(轉錄抑制因子 DNA methyltransferase 1 抑制劑)或 HDAC inhibitor (組織蛋白去乙醯酶抑制劑),抑制 TIMP3 與 CDH1 的 DNA 甲基化,或維持組蛋白的乙醯化,確實能有效減少卵巢癌的復發。
作者與研究團隊成功建構了一個經由 ARHI 誘導卵巢癌進行休眠的模型,發現如果給予改變抑制血管因子的 epigenetics,例如抑制 DNA 甲基化、或維持組蛋白的乙醯化,能減少卵巢癌復發。除了提供之後學者研究卵巢癌外,或許透過此研究,開發 DNA 甲基化抑制劑或 HDAC inhibitor 的相關藥物,研發出對抗卵巢癌復發的解藥!
參考資料:
1.表觀遺傳學 | 科學Online. Retrieved from: http://goo.gl/j0Ax2h
2.卵巢癌惡化快 治療分秒必爭。| 元氣網 (2015, December 21) 取自 http://goo.gl/unEbrz