美国阿尔贡国家实验室的研究人员通过一种名为“减法转录组学”的新方法,鉴定出217种仅在毛细血管形成(血管生成)过程中表达的蛋白质,这些蛋白质有望成为抗癌药物的新靶点。血管生成是肿瘤进展的关键过程,肿瘤通过吸引毛细血管获取氧气和营养,并利用这些血管扩散转移细胞。传统抗癌药物往往缺乏特异性,会杀死所有生长中的细胞,导致严重副作用。而针对这些特异性靶点的药物,有望实现更精准的治疗,减少毒性。
研究团队将人内皮细胞(参与血管形成的细胞)培养在模拟肿瘤组织的培养板上,在8小时内每隔30分钟、1小时、2小时、4小时和8小时提取RNA样本。同时,将内皮细胞培养在明胶包被的塑料板上作为对照,以排除仅与细胞增殖相关的基因。通过芝加哥大学的微阵列分析,检测每个时间点的RNA表达,最终通过减法得到217个与血管形态发生特异性相关的基因产物。
研究人员使用商业化抗体验证了其中16种蛋白质在完全形成的毛细血管中存在。这些蛋白质主要参与细胞内运动、长距离迁移、细胞骨架重组和细胞粘附等过程,这些均与细胞极性相关。研究还发现,参与血管生成的基因中,与细胞极性相关的数量远超此前预期,并鉴定出许多可能限制血管生成速率的新蛋白质。
下一步,研究团队计划为剩余的约167种蛋白质寻找抗体(目前仅约50种有商业化抗体),并利用阿尔贡实验室正在开发的高通量细菌表达系统生产人类蛋白质。长期研究有望推动针对癌症、湿疹、黄斑变性和类风湿性关节炎等血管生成相关疾病的新药开发。