得克萨斯大学西南医学中心与儿童医疗中心的研究人员发现,成熟肌纤维(而非未成熟肌纤维)发生恶变,成为袭击儿童和青少年的重要软组织癌症——小泡型横纹肌肉瘤。该研究以果蝇为模型,不仅揭示了这种疾病的发病机制,还为寻找其他相关基因提供了新途径。相关成果发表于《美国科学院学报》。
小泡型横纹肌肉瘤是儿童第六大常见癌症,主要发生于躯干、手臂和腿部,具有进行性和致命性特点。当PAX3或PAX7基因与FKHR基因融合后,即导致该病发生。然而,此前科学家一直不清楚是哪种细胞转变为肿瘤细胞——是成熟肌纤维还是未成熟肌纤维。难点在于,每个肿瘤细胞只有一个细胞核,而成熟肌纤维通常有数百个细胞核。肌纤维周围包绕着卫星细胞(每个含一个细胞核),这些卫星细胞可发育为成熟肌纤维,此外还有干细胞样细胞。
研究团队将人类PAX-FKHR基因复合体整合到果蝇幼虫体内,并连接绿色荧光蛋白以便追踪。果蝇的肌肉可通过外壳直接观察,便于研究。结果发现,PAX7-FKHR和PAX3-FKHR基因表达均导致类似小泡型横纹肌肉瘤的致命情况。重点研究PAX7-FKHR后,发现新细胞来源于发育完全的肌肉组织,并在果蝇幼虫的血液、中枢神经系统等组织内发现肿瘤细胞,表明肿瘤可转移。
由于人类与果蝇基因高度相似,该研究为其他癌症相关基因的果蝇模型研究奠定了基础。通过基因技术敲除癌症基因,可观察癌症是否仍会发生。研究负责人Rene Galindo博士指出:“利用基因技术,我们几乎可以检测果蝇基因组内的每一个基因。”得克萨斯大学西南医学中心分子生物学系主任Eric Olson博士表示:“这项工作非常重要,因为它为在基因水平研究横纹肌肉瘤的病因提供了简单的动物模型。”