ยีนยับยั้งเนื้องอก

ยีนยับยั้งเนื้องอก ( TSG ) หรือยีนต้านมะเร็งคือยีนที่ควบคุมเซลล์ในระหว่างการแบ่งเซลล์และการจำลองแบบ [ 1 ] เมื่อยีนยับยั้งเนื้องอกเกิดการกลาย พันธุ์ จะส่งผลให้สูญเสียหรือลดการทำงานของยีนนั้นลง เมื่อรวมกับการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมอื่นๆ อาจทำให้เซลล์เจริญเติบโตผิดปกติได้ การสูญเสียการทำงานของยีนเหล่านี้อาจมีความสำคัญยิ่งกว่าในการพัฒนาของมะเร็งในมนุษย์ เมื่อเทียบกับการกระตุ้นของยีนก่อมะเร็ง[ 2 ]
TSG สามารถจัดกลุ่มได้เป็นหมวดหมู่ดังต่อไปนี้: ยีนดูแล (caretaker genes) , ยีนเฝ้าประตู (gatekeeper genes) และล่าสุดคือยีนจัดภูมิทัศน์ (landscaper genes) ยีนดูแลช่วยให้จีโนม มีความเสถียร ผ่านการซ่อมแซม DNAและเมื่อเกิดการกลายพันธุ์จะทำให้การกลายพันธุ์สะสมมากขึ้น[ 3 ]ในขณะเดียวกัน ยีนเฝ้าประตูจะควบคุมการเจริญเติบโตของเซลล์โดยตรงโดยการยับยั้งการดำเนินไปของวงจรเซลล์หรือกระตุ้นให้เกิดอะพอพโทซิส [ 3 ] สุดท้ายยีนจัดภูมิทัศน์จะควบคุมการเจริญเติบโตโดยการมีส่วนร่วมกับสภาพแวดล้อมโดยรอบ และเมื่อเกิดการกลายพันธุ์ อาจทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ส่งเสริมการแพร่กระจายอย่างไม่ควบคุม[ 4 ]แผนการจำแนกประเภทกำลังพัฒนาไปตามความก้าวหน้าทางการแพทย์จากสาขาต่างๆ รวมถึงชีววิทยาระดับโมเลกุลพันธุศาสตร์และเอพิเจเนติกส์
ประวัติศาสตร์
การค้นพบออนโคยีนและความสามารถในการควบคุมกระบวนการของเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายและการพัฒนาของเซลล์ปรากฏขึ้นครั้งแรกในเอกสารทางวิชาการ ตรงข้ามกับแนวคิดของยีนยับยั้งเนื้องอก[ 5 ]อย่างไรก็ตาม แนวคิดเรื่องการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่นำไปสู่การเติบโตของเนื้องอก ที่เพิ่มขึ้นได้ เปลี่ยนไปเป็นแนวคิดทางพันธุกรรมอีกแบบหนึ่งที่ว่ายีนมีบทบาทในการลดการเติบโตและการพัฒนาของเซลล์ แนวคิดนี้ยังไม่ได้รับการยืนยันจนกระทั่งเฮนรี แฮร์ริสทำการทดลองโดยใช้การผสมพันธุ์เซลล์ร่างกายในปี 1969 [ 6 ]
ในการทดลองของแฮร์ริสเซลล์เนื้องอก ถูกรวมเข้ากับ เซลล์ร่างกายปกติเพื่อสร้างเซลล์ลูกผสม แต่ละเซลล์มีโครโมโซมจากทั้งพ่อและแม่ และเมื่อเจริญเติบโต เซลล์ลูกผสมส่วนใหญ่ไม่มีความสามารถในการพัฒนาเนื้องอกในสัตว์[ 6 ]การยับยั้งการเกิดเนื้องอกในเซลล์ลูกผสมเหล่านี้กระตุ้นให้นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่ายีนภายในเซลล์ร่างกาย ปกติ มีฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของเนื้องอก[ 6 ]สมมติฐานเบื้องต้นนี้นำไปสู่การค้นพบยีนยับยั้งเนื้องอกแบบคลาสสิกตัวแรกโดยอัลเฟรด คนุดสันซึ่งรู้จักกันในชื่อยีน Rb ซึ่งเป็นรหัสสำหรับโปรตีนยับยั้งเนื้องอกเรตินอบลาสโตมา[ 5 ]
อัลเฟรด คนุดสันกุมารแพทย์และนักพันธุศาสตร์มะเร็ง เสนอว่าในการพัฒนาเรตินอบลาสโตมา จำเป็นต้องมี การกลายพันธุ์ของอัลลีลสองครั้ง เพื่อสูญเสียสำเนาที่ใช้งานได้ของ ยีนRb ทั้งสองข้าง ซึ่งนำไปสู่การเกิดเนื้องอก[ 6 ]คนุดสันสังเกตว่าเรตินอบลาสโตมามักเกิดขึ้นในช่วงต้นของชีวิตในผู้ป่วยอายุน้อยในดวงตาทั้งสองข้าง ในขณะที่ในบางกรณีที่หายากกว่า เรตินอบลาสโตมาจะเกิดขึ้นในภายหลังของชีวิตและเป็นเพียงข้างเดียว[ 5 ]รูปแบบการพัฒนาที่ไม่เหมือนใครนี้ทำให้คนุดสันและกลุ่มนักวิทยาศาสตร์อื่นๆ อีกหลายกลุ่มในปี 1971 สามารถตั้งสมมติฐานได้อย่างถูกต้องว่าการพัฒนาของเรตินอบลาสโตมาในช่วงต้นเกิดจากการสืบทอดการกลายพันธุ์ที่สูญเสียการทำงานหนึ่ง ครั้งของ ยีน RB ในเซลล์สืบพันธุ์ตามด้วยการกลายพันธุ์ de novo ในภายหลังบน อัลลีลของยีน Rb ที่ใช้งานได้การเกิดเรตินอบลาสโตมาข้างเดียวที่เกิดขึ้นประปรายมากกว่านั้น สันนิษฐานว่าเกิดขึ้นในภายหลังของชีวิตเนื่องจากการกลายพันธุ์ de novo สองครั้ง ที่จำเป็นต่อการสูญเสียคุณสมบัติการยับยั้งเนื้องอกอย่างสมบูรณ์[ 5 ]การค้นพบนี้เป็นพื้นฐานของสมมติฐานสองขั้นตอน เพื่อตรวจสอบว่าการสูญเสียการทำงานของยีนยับยั้งเนื้องอกทำให้เกิดเนื้องอก เพิ่มขึ้นหรือไม่ จึงได้ทำการ ทดลองลบส่วนกลางบน โครโมโซม 13q 14 เพื่อสังเกตผลของการลบ ตำแหน่งของยีน Rb การลบนี้ทำให้ เนื้องอกในเรตินอบลาสโตมาเติบโตมากขึ้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการสูญเสียหรือการไม่ทำงานของยีนยับยั้งเนื้องอกสามารถเพิ่มการเกิดเนื้องอกได้[ 6 ]
สมมติฐานสองขั้นตอน
ต่างจากยีนก่อมะเร็ง ยีนยับยั้งเนื้องอกโดยทั่วไปจะปฏิบัติตามสมมติฐานสองขั้นตอนซึ่งระบุว่าอัลลีลทั้งสองที่เข้ารหัสโปรตีนเฉพาะจะต้องได้รับผลกระทบก่อนจึงจะแสดงผลกระทบออกมา[ 7 ] หากอัลลีลของยีนเพียงตัวเดียวเสียหาย อีกตัวหนึ่งก็ยังสามารถผลิตโปรตีนที่ถูกต้องได้เพียงพอที่จะรักษาการทำงานที่เหมาะสมไว้ ได้กล่าวอีกนัยหนึ่ง อัลลีลยับยั้งเนื้องอกที่กลายพันธุ์มักจะเป็นลักษณะด้อย ในขณะที่อัลลีลยีน ก่อมะเร็งที่กลายพันธุ์มักจะเป็นลักษณะเด่น[ 8 ]


เสนอโดยAG Knudsonสำหรับกรณีของมะเร็งจอตา[ 7 ]เขาพบว่า 40% ของกรณีในสหรัฐอเมริกาเกิดจากการกลายพันธุ์ในเซลล์สืบพันธุ์ อย่างไรก็ตาม พ่อแม่ที่ได้รับผลกระทบอาจมีลูกที่ไม่มีโรค แต่ลูกที่ไม่มีโรคกลับกลายเป็นพ่อแม่ของลูกที่เป็นมะเร็งจอตา[ 9 ]สิ่งนี้บ่งชี้ว่าบุคคลหนึ่งอาจได้รับเซลล์สืบพันธุ์ที่กลายพันธุ์แต่ไม่แสดงอาการของโรค Knudson สังเกตว่าอายุที่เริ่มเป็นมะเร็งจอตาเป็นไปตามจลนศาสตร์ลำดับที่ 2ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องมีเหตุการณ์ทางพันธุกรรมอิสระสองเหตุการณ์ เขาตระหนักว่าสิ่งนี้สอดคล้องกับการกลายพันธุ์แบบด้อยที่เกี่ยวข้องกับยีนเดียว แต่ต้องมีการกลายพันธุ์แบบไบอัลลีลิก กรณีทางพันธุกรรมเกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมและการกลายพันธุ์เพียงครั้งเดียวในอัลลีลปกติ[ 9 ]มะเร็งจอตาที่ไม่ใช่ทางพันธุกรรมเกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์สองครั้ง ครั้งละหนึ่งครั้งในแต่ละอัลลีล[ 9 ] Knudson ยังตั้งข้อสังเกตอีกว่ากรณีที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมมักจะเกิดเนื้องอกสองข้างและจะเกิดขึ้นเร็วกว่าในชีวิต เมื่อเทียบกับกรณีที่ไม่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมซึ่งบุคคลจะได้รับผลกระทบจากเนื้องอกเพียงข้างเดียว[ 9 ]
มีข้อยกเว้นสำหรับกฎสองขั้นตอนสำหรับยีนยับยั้งเนื้องอก เช่น การกลายพันธุ์บางอย่างในผลิตภัณฑ์ยีน p53การกลายพันธุ์ของ p53 สามารถทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งเด่นซึ่งหมายความว่าโปรตีน p53 ที่กลายพันธุ์สามารถป้องกันการทำงานของโปรตีนตามธรรมชาติที่ผลิตจากอัลลีลที่ไม่กลายพันธุ์ได้[ 10 ]ยีนยับยั้งเนื้องอกอื่นๆ ที่ไม่เป็นไปตามกฎสองขั้นตอน ได้แก่ ยีนที่แสดงภาวะแฮปโลอิน ซัฟฟิเชียนซี รวมถึง PTCH ใน เม ดุลโลบลาสโตมาและ NF1 ในนิวโรไฟโบรมาอีกตัวอย่างหนึ่งคือp27ซึ่งเป็นตัวยับยั้งวงจรเซลล์ เมื่ออัลลีลหนึ่งกลายพันธุ์จะทำให้ความไวต่อสารก่อมะเร็งเพิ่มขึ้น[ 11 ]
ฟังก์ชัน
โปรตีนที่เข้ารหัสโดยยีนยับยั้งเนื้องอกส่วนใหญ่จะยับยั้งการแพร่กระจายหรือการอยู่รอดของเซลล์ดังนั้น การทำให้ยีนยับยั้งเนื้องอกไม่ทำงานจึงนำไปสู่การพัฒนาของเนื้องอกโดยการกำจัดโปรตีนควบคุม เชิงลบ ในกรณีส่วนใหญ่ โปรตีนยับยั้งเนื้องอกจะยับยั้งเส้นทางการควบคุมเซลล์เดียวกันกับที่ถูกกระตุ้นโดยผลิตภัณฑ์ของยีนก่อมะเร็ง[ 12 ]แม้ว่ายีนยับยั้งเนื้องอกจะมีหน้าที่หลักเหมือนกัน แต่ก็มีกลไกการทำงานที่หลากหลาย ซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ถอดรหัสของยีนเหล่านี้จะดำเนินการ ซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้: [ 13 ]
- โปรตีนภายในเซลล์ที่ควบคุมการแสดงออกของยีนในระยะเฉพาะของวงจรเซลล์หากยีนเหล่านี้ไม่แสดงออก วงจรเซลล์จะไม่ดำเนินต่อไป ซึ่งจะยับยั้งการแบ่งเซลล์ อย่างมีประสิทธิภาพ (เช่นpRBและp16 ) [ 14 ]
- ตัวรับหรือตัวส่งสัญญาณสำหรับฮอร์โมน ที่หลั่งออกมา หรือสัญญาณพัฒนาการที่ยับยั้งการแพร่กระจายของเซลล์ (เช่นปัจจัยการเจริญเติบโตที่เปลี่ยนแปลง (TGF)-β และอะดีโนมาตัส โพลิโพซิส โคลิ (APC)) [ 15 ]
- โปรตีนควบคุมจุดตรวจสอบที่กระตุ้น การหยุด วงจรเซลล์เพื่อตอบสนองต่อความเสียหายของ DNAหรือความบกพร่องของโครโมโซม (เช่นโปรตีนที่ไวต่อมะเร็งเต้านมชนิดที่ 1 (BRCA1), p16และp14 ) [ 16 ]
- โปรตีนที่กระตุ้นให้เกิดอะพอพโทซิสหากไม่สามารถซ่อมแซมความเสียหายได้ เซลล์จะเริ่มกระบวนการตายของเซลล์ตามโปรแกรมเพื่อกำจัดภัยคุกคามที่เกิดขึ้นกับสิ่งมีชีวิตโดยรวม (เช่นp53 ) [ 17 ]
- การยึดเกาะของเซลล์โปรตีนบางชนิดที่เกี่ยวข้องกับการยึดเกาะของเซลล์จะป้องกันไม่ให้เซลล์มะเร็งกระจายตัว ขัดขวางการสูญเสียการยับยั้งการสัมผัสและยับยั้งการแพร่กระจายโปรตีนเหล่านี้เรียกว่าสารยับยั้งการแพร่กระจาย (เช่นCADM1 ) [ 18 ] [ 19 ]
- โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซมความผิดพลาดในDNAยีน Caretaker เข้ารหัสโปรตีนที่ทำหน้าที่ซ่อมแซมการกลายพันธุ์ในจีโนม ป้องกันไม่ให้เซลล์จำลองตัวเองโดยมีการกลายพันธุ์ นอกจากนี้ อัตราการกลายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นจากการซ่อมแซม DNA ที่ลดลงนำไปสู่การปิดใช้งานตัวยับยั้งเนื้องอกอื่นๆ ที่เพิ่มขึ้นและการเปิดใช้งานยีนก่อมะเร็ง[ 20 ] (เช่นp53และโปรตีนซ่อมแซมความผิดพลาดของ DNA 2 (MSH2)) [ 21 ]
- ยีนบางชนิดยังสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งยีนยับยั้งเนื้องอกและยีนก่อเนื้องอกได้อีกด้วย ยีนเหล่านี้เรียกว่าโปรโตออนโคยีนที่มีฟังก์ชันยับยั้งเนื้องอก โดยทำหน้าที่เป็น "ตัวแทนสองด้าน" ที่ควบคุมการถอดรหัส ทั้งในเชิงบวกและเชิงลบ (เช่นตัวรับ NOTCH , TP53และFAS ) [ 22 ]
อิทธิพลทางเอพิเจเนติกส์
การแสดงออกของยีน รวมถึงยีนยับยั้งเนื้องอก สามารถเปลี่ยนแปลงได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีที่เรียกว่า การเติมหมู่เมทิล ในดีเอ็นเอ[ 23 ]การเติมหมู่เมทิลเป็นตัวอย่างของการดัดแปลงเอพิเจเนติกส์ ซึ่งโดยทั่วไปจะควบคุมการแสดงออกของยีนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การเพิ่มหมู่เมทิลลงใน หาง ของฮิสโตนหรือบนดีเอ็นเอโดยตรง ทำให้เกิดการรวมตัวกันอย่างแน่นหนาของนิวคลีโอโซม ซึ่งจำกัดการถอดรหัสของยีนใดๆ ในบริเวณนี้ กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่สามารถยับยั้งการแสดงออกของยีนได้เท่านั้น แต่ยังสามารถเพิ่มโอกาสของการกลายพันธุ์ได้อีกด้วย สตีเฟน เบย์ลิน สังเกตว่าหากบริเวณโปรโมเตอร์ประสบกับปรากฏการณ์ที่เรียกว่าไฮเปอร์เมทิลเลชัน อาจส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการถอดรหัสในภายหลัง การปิดการทำงานของยีนยับยั้งเนื้องอก การพับตัวผิดปกติของโปรตีน และในที่สุดก็ทำให้เกิดการเติบโตของมะเร็ง เบย์ลินและคณะได้ค้นพบสารยับยั้งการเติมหมู่เมทิลที่เรียกว่าอะซาซิทิดีนและเดซิแทบีนสารประกอบเหล่านี้สามารถช่วยป้องกันการเติบโตของมะเร็งได้จริง โดยการกระตุ้นการแสดงออกของยีนที่ถูกปิดการทำงานไปก่อนหน้านี้ หยุดวงจรเซลล์ของเซลล์เนื้องอก และบังคับให้เกิดอะพอพโทซิส[ 24 ]
ขณะนี้มีการทดลองทางคลินิกเพิ่มเติมที่อยู่ระหว่างการตรวจสอบเกี่ยวกับการรักษาภาวะไฮเปอร์เมทิลเลชัน รวมถึงการบำบัดยับยั้งเนื้องอกทางเลือกอื่นๆ ซึ่งรวมถึงการป้องกันเนื้อเยื่อเจริญเกิน การพัฒนาของเนื้องอก หรือการแพร่กระจายของเนื้องอก[ 25 ]ทีมที่ทำงานร่วมกับ Wajed ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับเมทิลเลชันของเนื้อเยื่อเนื้องอกเพื่อที่จะระบุตัวเลือกการรักษาในระยะเริ่มต้นสำหรับการดัดแปลงยีนที่สามารถปิดการทำงานของยีนยับยั้งเนื้องอกได้ในอนาคต[ 26 ] นอกเหนือจากเมทิลเลชันของ DNA แล้ว การดัดแปลงเอพิเจเนติกส์อื่นๆ เช่น การดี อะเซทิเลชันของฮิสโตนหรือโปรตีนที่จับกับโครมาตินสามารถป้องกันไม่ให้ DNA โพลีเมอเรสถอดรหัสลำดับที่ต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ลำดับที่มียีนยับยั้งเนื้องอก[ 27 ]
ความสำคัญทางคลินิก
การบำบัดด้วยยีนใช้เพื่อฟื้นฟูการทำงานของยีนที่กลายพันธุ์หรือถูกลบ เมื่อยีนยับยั้งเนื้องอกถูกเปลี่ยนแปลงในลักษณะที่ส่งผลให้มีการแสดงออกน้อยลงหรือไม่มีการแสดงออกเลยปัญหาร้ายแรงหลายประการอาจเกิดขึ้นกับโฮสต์ นี่คือเหตุผลที่ยีนยับยั้งเนื้องอกมักถูกศึกษาและใช้ในการบำบัดด้วยยีน วิธีการหลักสองวิธีที่ใช้ในปัจจุบันในการนำสารพันธุกรรมเข้าสู่เซลล์คือ วิธีการส่ง ผ่านไวรัสและวิธีที่ไม่ใช้ไวรัส[ 26 ]
วิธีการทางไวรัส
วิธีการถ่ายโอนสารพันธุกรรมโดยใช้ไวรัสใช้ประโยชน์จากพลังของไวรัส[ 26 ] โดย การใช้ไวรัสที่มีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรม วิธีการบำบัดยีนโดยใช้ไวรัสสำหรับยีนยับยั้งเนื้องอกได้แสดงให้เห็นว่าประสบความสำเร็จ[ 28 ]ในวิธีนี้ จะใช้ เวกเตอร์จากไวรัส เวกเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปสองชนิดคือเวกเตอร์อะดีโนไวรัส และเวกเตอร์อะดีโนแอสโซซิเอต การจัดการทางพันธุกรรม ในหลอดทดลองของเวกเตอร์ประเภทนี้ทำได้ง่าย และ การใช้งาน ในร่างกายค่อนข้างปลอดภัยเมื่อเทียบกับเวกเตอร์อื่นๆ[ 26 ] [ 29 ]ก่อนที่จะใส่เวกเตอร์เข้าไปในเนื้องอก ของโฮสต์ จะต้องเตรียมเวกเตอร์โดย การกลายพันธุ์หรือ ลบ ส่วนของจีโนมที่ควบคุมการจำลองแบบซึ่งทำให้ปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับการใส่ จาก นั้น จึงใส่สารพันธุกรรมที่ต้องการและเชื่อมต่อกับเวกเตอร์[ 28 ]ในกรณีของยีนยับยั้งเนื้องอก สารพันธุกรรมที่เข้ารหัสp53ได้ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จ ซึ่งหลังจากการใช้งานแล้ว แสดงให้เห็นถึงการลดลงของการเจริญเติบโตหรือ การ แพร่กระจายของเนื้องอก[ 29 ] [ 30 ]
วิธีการที่ไม่ใช้ไวรัส
วิธีการถ่ายโอนสารพันธุกรรมแบบไม่ใช้ไวรัสถูกใช้น้อยกว่าวิธีการใช้ไวรัส[ 26 ] [ 29 ]อย่างไรก็ตาม วิธีการที่ไม่ใช้ไวรัสเป็นวิธีการส่งยีนที่มีประสิทธิภาพด้านต้นทุน ปลอดภัย และพร้อมใช้งานมากกว่า นอกจากนี้ วิธีการที่ไม่ใช้ไวรัสยังแสดงให้เห็นว่ากระตุ้น การตอบ สนองทางภูมิคุ้มกัน ของโฮสต์น้อยกว่า และไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับขนาดหรือความยาวของสารพันธุกรรมที่สามารถถ่ายโอนได้[ 26 ] การบำบัดยีนแบบไม่ใช้ไวรัสใช้วิธีทางเคมีหรือทางกายภาพในการนำสารพันธุกรรมเข้าสู่เซลล์ที่ต้องการ[ 26 ] [ 29 ]วิธีการทางเคมีส่วนใหญ่ใช้สำหรับการนำยีนยับยั้งเนื้องอกเข้าสู่เซลล์ และแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่พลาสมิด เปลือย หรือพลาสมิดเคลือบไลโปโซม[ 29 ]กลยุทธ์พลาสมิดเปลือยได้รับความสนใจเนื่องจากใช้งานง่าย[ 26 ]การฉีด โดยตรงเข้าไปในกล้ามเนื้อทำให้พลาสมิดสามารถถูกดูดซึมเข้าไปในเซลล์ของเนื้องอกที่อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งสารพันธุกรรมของพลาสมิดสามารถรวมเข้ากับสารพันธุกรรมของเซลล์เนื้องอกและย้อนกลับความเสียหายใดๆ ที่เกิดขึ้นกับยีนยับยั้งเนื้องอกก่อนหน้านี้ได้[ 26 ] [ 29 ]วิธีการใช้พลาสมิดเคลือบไลโปโซมก็ได้รับความสนใจเมื่อเร็วๆ นี้เช่นกัน เนื่องจากทำให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน ของโฮสต์ค่อนข้างต่ำ และมีประสิทธิภาพในการกำหนดเป้าหมายเซลล์[ 29 ]แคปซูลที่มีประจุบวกซึ่งบรรจุสารพันธุกรรมไว้ ช่วยในการดึงดูดทางไฟฟ้าสถิต กับ เยื่อ หุ้ม เซลล์ที่มีประจุลบ เช่นเดียวกับ DNA ที่มีประจุลบ ของเซลล์เนื้องอก[ 26 ] [ 29 ]ด้วยวิธีนี้ วิธีการบำบัดยีนแบบไม่ใช้ไวรัสจึงมีประสิทธิภาพสูงในการฟื้นฟูการทำงานของยีนยับยั้งเนื้องอกให้กับเซลล์เนื้องอกที่สูญเสียการทำงานนี้ไปบางส่วนหรือทั้งหมด
ข้อจำกัด
การบำบัดด้วยยีนแบบไวรัสและแบบไม่ใช้ไวรัสที่กล่าวถึงข้างต้นนั้นใช้กันทั่วไป แต่แต่ละวิธีก็มีข้อจำกัดบางประการที่ต้องพิจารณา ข้อจำกัดที่สำคัญที่สุดของวิธีการเหล่านี้คือประสิทธิภาพในการนำเวกเตอร์อะดีโนไวรัสและเวกเตอร์อะดีโนแอสโซซิเอต พลาสมิดเปลือย หรือพลาสมิดที่เคลือบด้วยไลโปโซมเข้าสู่เซลล์มะเร็งของโฮสต์ หากการนำเข้าสู่เซลล์มะเร็งของโฮสต์ไม่สำเร็จ การใส่กลับเข้าไปใหม่จะทำให้เกิดปัญหา เช่น ระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์จดจำเวกเตอร์หรือพลาสมิดเหล่านี้และทำลายพวกมัน ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของการบำบัดด้วยยีนลดลงไปอีก[ 30 ]
ตัวอย่าง
| ยีน | ฟังก์ชันดั้งเดิม | ตีสองครั้ง? | มะเร็งที่เกี่ยวข้อง |
|---|---|---|---|
| อาร์บี | การจำลองดีเอ็นเอ การแบ่งเซลล์ และการตายของเซลล์ | ใช่ | เรตินอบลาสโตมา[ 5 ] |
| หน้า 53 | อะพอพโทซิส | เลขที่ | ครึ่งหนึ่งของมะเร็งที่ทราบทั้งหมด[ 5 ] |
| วีเอชแอล | การแบ่งเซลล์ การตาย และการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ | ใช่ | มะเร็งไต[ 26 ] |
| เอพีซี | ความเสียหายของดีเอ็นเอ การแบ่งเซลล์ การเคลื่อนย้าย การยึดเกาะ การตายของเซลล์ | ใช่ | มะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก[ 26 ] |
| บีอาร์ซีเอ2 | การแบ่งเซลล์และการตายของเซลล์ รวมถึงการซ่อมแซมความเสียหายของดีเอ็นเอแบบสองสาย | ใช่ | มะเร็งเต้านม/รังไข่[ 5 ] |
| เอ็นเอฟ1 | การแยกเซลล์ การแบ่งเซลล์ การพัฒนาเซลล์ การส่งสัญญาณ RAS | เลขที่ | เนื้องอกของเส้นประสาท, นิวโรบลาสโตมา[ 26 ] |
| พีทีเอช | การส่งสัญญาณของเม่น | เลขที่ | เมดุลโลบลาสโตมา, มะเร็งเซลล์ฐาน[ 5 ] |
[ 26 ]
- โปรตีนเรตินอบลาสโตมา (pRb) pRb เป็นโปรตีนยับยั้งเนื้องอกตัวแรกที่ค้นพบในเรตินอบลาสโตมา ของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม หลักฐานล่าสุดยังบ่งชี้ว่า pRb เป็นปัจจัยการอยู่รอดของเนื้องอก ด้วย ยีน RB1เป็นยีนเฝ้าประตูที่ปิดกั้นการแพร่กระจายของเซลล์ ควบคุมการแบ่งเซลล์และการตายของเซลล์[ 9 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง pRb ป้องกันความก้าวหน้าของวงจรเซลล์จากระยะ G1ไปสู่ระยะ SโดยการจับกับE2Fและยับยั้งการถอดรหัสยีนที่จำเป็น[ 31 ]ซึ่งจะป้องกันไม่ให้เซลล์จำลอง DNA ของมันหากเกิดความเสียหาย
- p53. TP53ซึ่งเป็นยีนดูแลรักษา เข้ารหัสโปรตีนp53ซึ่งมีชื่อเล่นว่า "ผู้พิทักษ์จีโนม" p53 มีหน้าที่หลายอย่างในเซลล์ รวมถึงการซ่อมแซม DNA การเหนี่ยวนำให้เกิดอะพอพโทซิส การถอดรหัส และการควบคุมวงจรเซลล์[ 32 ] p53 ที่กลายพันธุ์เกี่ยวข้องกับมะเร็งหลายชนิดในมนุษย์ จากการวินิจฉัยมะเร็ง 6.5 ล้านรายในแต่ละปี ประมาณ 37% เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ของ p53 [ 32 ]ทำให้ p53 เป็นเป้าหมายยอดนิยมสำหรับการบำบัดมะเร็งแบบใหม่ การสูญเสีย p53 แบบโฮโมไซกัสพบในมะเร็งลำไส้ใหญ่ 65% มะเร็งเต้านม 30–50% และมะเร็งปอด 50% นอกจากนี้ p53 ที่กลายพันธุ์ยังเกี่ยวข้องกับพยาธิสรีรวิทยาของมะเร็งเม็ดเลือดขาว มะเร็งต่อมน้ำเหลือง มะเร็งเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน และเนื้องอกระบบประสาท ความผิดปกติของยีน p53 สามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ในกลุ่มอาการ Li-Fraumeni (LFS) ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งหลายชนิด
- BCL2. BCL2เป็นกลุ่มโปรตีนที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นหรือยับยั้งอะพอพโทซิส[ 33 ]หน้าที่หลักคือการรักษาองค์ประกอบของ เยื่อหุ้ม ไมโทคอนเดรียและป้องกัน การปล่อย ไซโตโครมซีเข้าสู่ไซโทซอล[ 33 ]เมื่อไซโตโครมซีถูกปล่อยออกมาจากไมโทคอนเดรีย มันจะเริ่มต้นกระบวนการส่งสัญญาณเพื่อเริ่มอะพอพโทซิส[ 34 ]
- SWI/ SNFคือ คอมเพล็กซ์การปรับโครงสร้าง โครมาตินซึ่งสูญเสียไปในเนื้องอกประมาณ 20% [ 35 ]คอมเพล็กซ์นี้ประกอบด้วยซับยูนิต 10-15 ซับยูนิตที่เข้ารหัสโดยยีนที่แตกต่างกัน 20 ยีน[ 35 ]การกลายพันธุ์ในคอมเพล็กซ์แต่ละตัวอาจนำไปสู่การพับตัวผิดปกติ ซึ่งทำให้ความสามารถของคอมเพล็กซ์ในการทำงานร่วมกันโดยรวมลดลง SWI/SNF มีความสามารถในการเคลื่อนย้ายนิวคลีโอโซมซึ่งทำให้ DNA ควบแน่น ทำให้เกิดการถอดรหัสหรือขัดขวางการถอดรหัสสำหรับยีนบางตัว[ 35 ]การกลายพันธุ์ของความสามารถนี้อาจทำให้ยีนถูกเปิดหรือปิดในเวลาที่ไม่ถูกต้อง
เนื่องจากต้นทุนของการจัดลำดับดีเอ็นเอลดลงอย่างต่อเนื่อง จึงสามารถจัดลำดับมะเร็งได้มากขึ้น ซึ่งช่วยให้ค้นพบสารยับยั้งเนื้องอกชนิดใหม่ และสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการรักษาและบำบัดมะเร็งชนิดต่างๆ ในอนาคต ตัวอย่างอื่นๆ ของสารยับยั้งเนื้องอกได้แก่ pVHL , APC , CD95 , ST5 , YPEL3 , ST7และST14 , p16 , BRCA2 [ 36 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- การค้นพบยีน TCF21 ที่มหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตท
- ยีนก่อมะเร็งและยีนยับยั้งเนื้องอกในแมลงหวี่ - The Interactive Fly
- ฐานข้อมูลยีนยับยั้งเนื้องอก เผยแพร่ในปี 2012 เก็บถาวรเมื่อวันที่ 9 มกราคม 2014 ที่Wayback Machine