表观遗传学如何影响癌症治疗

作者:亚历山德拉-麦克雷

你的DNA活动的不正常变化可能导致癌症。研究人员正在利用这一知识来创造能够撤销这些改变的治疗方法。

什么是表观遗传学?

虽然细胞在你身体的各个部分有特定的工作,但它们内部的DNA几乎是相同的。使它们不同的是它们如何以及何时开启或关闭一组基因。

细胞可以通过表观遗传学的变化来控制和激活或停用它们需要的基因。这些是对细胞染色体内的DNA和蛋白质的微小改变。这些变化暂时调整细胞如何使用DNA信息而不修改你的DNA序列。你的身体需要表观遗传学,以便正确的基因在正确的细胞中被开启。

导致癌症的变化

当表观遗传学变化出错时,就会产生癌症。它们可以影响与癌症有关的两组主要基因--致癌基因和肿瘤抑制基因。致癌基因可能变得过于活跃,而肿瘤抑制基因可能会改变或消失。

你的细胞并不是唯一可以触发表观遗传变化的东西,这也被称为表观突变。像吸烟、运动不足、药物、你的饮食以及环境中的化学物质或辐射,都可能导致你的基因或基因外的DNA活动的异常调整,从而导致癌症。

你的父母也可以传下表观遗传信息。医生称这是 "跨代遗传"。

表观遗传学对癌症治疗意味着什么

随着科学家对癌细胞的表观遗传变化有了更多的了解,他们正试图创造出能逆转这些变化的治疗方法。这些疗法最好的部分之一是,它们不会杀死细胞,不像化疗和放疗那样。它们只是通过攻击(或抑制)某些酶(蛋白质)来调整细胞的工作方式。

科学家们主要在研究称为DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂的药物。这些药物对某些癌症显示出希望,但现在可用的药物似乎对实体瘤不起作用。

DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂

DNA甲基化决定了一个基因的活跃程度。当甲基化程度较低时,基因处于开启状态。当甲基化程度高时,基因就会关闭。在癌症期间,肿瘤抑制基因通常有大量的甲基化。DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂的目标是使基因,包括肿瘤抑制基因,重新活跃起来。

目前有两种。

  • 阿扎胞苷(Vidaza)

  • 地西他滨 (Dacogen)

医生用它们来治疗骨髓增生异常综合征和急性骨髓性白血病等疾病。这些药物能阻止导致甲基化的酶关闭DNA的其他部分。不幸的是,这些治疗方法在你体内的分解速度也非常快,往往不到一个小时。它们可以使你的免疫系统不那么有效,也会损害DNA。

Zebularine是研究人员正在探索的一种令人兴奋的新药,因为它更安全,更稳定,更有效。它的作用类似于现在的DNMT抑制剂,使基因在癌细胞中重新活跃起来。

组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂

组蛋白是一种将DNA组织起来以适应染色体的蛋白质。改变组蛋白的表观遗传因素使DNA可读或不可读。组蛋白乙酰化是使DNA可读的一种方式,它提高了基因活性。组蛋白去乙酰化使基因不可读并使其沉默。大量的组蛋白去乙酰化活动发生在不同种类的癌细胞中。科学家认为这与肿瘤抑制者和DNA修复基因的沉默有关。

组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂应减少组蛋白去乙酰化,这有助于肿瘤抑制因子更加活跃。医生们目前使用这些抑制剂。

  • Belinostat (Beleodaq)

  • Panobinostat (Farydak)

  • 罗米地辛 (Istodax)

  • Vorinostat (Zolinza)

虽然这些治疗方法对白血病、骨髓瘤和淋巴瘤等血癌有效,但它们也有缺点。它们损害骨髓,并可能降低血细胞计数。它们还可能导致腹泻和疲劳等副作用。事实上,这些药物是针对每一种HDAC,而不仅仅是影响癌细胞的HDAC,这可能是造成这些副作用的原因之一。

表观遗传学和其他癌症治疗方法

有时医生必须同时使用不同种类的癌症治疗方法。表观遗传学药物似乎与放疗和化疗的效果很好。这些药物可能使癌细胞对这些疗法更加敏感,使它们发挥更好的作用,更有可能防止癌症复发。

你的医生也可以一次使用一种以上的表观遗传药物。你得到的药物剂量通常要低得多,这可以限制副作用。但是,将它们结合起来可以使它们更强大。

医生还说,胶质母细胞瘤脑瘤中的甲基化基因可能使癌细胞对药物替莫唑胺(Temodar)的治疗反应更强烈。

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