美国国立癌症研究所(NCI)的研究人员日前鉴定出一种重要的抑癌基因——H2AX。研究发现,缺乏p53基因的小鼠在部分或全部敲除H2AX基因后,体内肿瘤大量生长。相关研究结果已刊登在《细胞》杂志上。
据负责该研究的NCI实验免疫学研究室Andre Nussenzweig博士报道,H2AX基因在维持细胞遗传信息完整性上发挥重要作用,从而阻断肿瘤形成。H2AX的两个基因拷贝均可发挥理想的抗肿瘤作用。哈佛大学的Fred Alt博士随后亦证实了该发现。
由H2AX基因指导合成的蛋白属于组蛋白分子,与细胞内DNA包装有关。NCI的Willam Bonner博士5年前首次鉴定H2AX基因与细胞应答DNA损伤有关。当细胞内DNA分子遭到破坏时,H2AX基因被激活。
尽管DNA损伤在生物学过程中必然发生,但修复至关重要。如果细胞分化时损伤未修复,DNA上的重要遗传信息可能丢失或获得额外拷贝,导致细胞生长失控,进而引发肿瘤。
基于H2AX在DNA损伤修复中维持遗传信息完整性的作用,NCI研究人员推测缺失H2AX基因的小鼠更易发生肿瘤。受试小鼠的H2AX两个正常拷贝中的一个或两个被敲除,发现缺乏H2AX基因的小鼠细胞内DNA频繁损伤或重排。然而,缺乏H2AX的小鼠在实验过程中并未发生肿瘤。Nussenzweig博士及其同事怀疑这可能归因于p53基因的激活。p53基因可阻止含有受损DNA的细胞分化,直到损伤修复或引发细胞死亡,从而减少癌症风险。
为证实p53基因可保护小鼠因H2AX缺失而发生肿瘤,研究人员在已缺失p53基因的小鼠中敲除H2AX基因的一个或两个拷贝。结果显示,p53和H2AX基因的缺失导致小鼠发生多个肿瘤,且肿瘤进展较快、平均寿命降低。两种基因完全缺失的小鼠平均存活仅11.6周,而缺失p53但H2AX正常的小鼠平均存活23.4周。仅敲除一个H2AX拷贝且缺失p53的小鼠平均存活17周。受试小鼠尤其易患淋巴瘤,还发生肉瘤、白血病、脑瘤。
研究结果显示,缺乏p53基因且仅缺失一个H2AX拷贝足以促进肿瘤形成和进展。科学家们同时证实许多未发生肿瘤的人DNA区域存在H2AX基因,提示H2AX在阻断人类肿瘤形成和生长方面可能具有类似作用。