如何利用精準醫療手段，研究藥物靶標發9分文章

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本期為大家介紹一篇通過功能精準醫學尋找頭頸癌的藥物靶標以及治療方式。文章發表在ClinicalCancer Research期刊上，題目為Functional precision medicine identifies noveldruggable targets and therapeutic options in head and neck cancer（採用精準醫學方法鑒定頭頸癌的藥物靶標以及治療策略,2018-3-29發表）。

研究背景

頭頸鱗狀細胞癌是世界範圍內第六大普遍的癌症，具有較高的死亡率並且缺乏有效的靶向治療。值得一提的是腫瘤基因組分析在癌症治療中具有重要的意義。然而找到與基因組匹配的有效藥物是面臨癌症治療的主要問題。而且許多常見的癌症突變基因如腫瘤抑制基因很難靶向，即使這些基因可以作為靶標，也不清楚優先選擇哪些基因或者不了解哪些藥物是有效的。與此同時意想不到的難題竟然是缺乏這些藥物靶標以及相關的治療藥物。

研究目的

在本研究中，研究者對HPV陰性的治療耐受的頭頸鱗狀細胞癌患者來源的腫瘤細胞進行基因組分析、基因組規模干擾RNA分析以及腫瘤藥物分析方法來鑒定並優選頭頸鱗狀細胞癌的藥物靶標。

研究方法

1. 對培養事的腫瘤細胞進行外顯子測序、RNA測序、比較基因組雜交以及siRNA庫（覆蓋藥物基因組與腫瘤藥物庫）高通量表型分析。

2. 在原代腫瘤細胞及非腫瘤角質細胞中篩選候選靶基因來驗證並評估這些基因的癌症特異性。

3. 利用P53突變的頭頸鱗狀細胞癌細胞系的兩種等基因對的siRNA篩選蛋白激酶組來確定普遍性。

4. 在臨床試驗的頭頸鱗狀細胞癌患者中獲得細胞進行藥物篩選，從而確定臨床實用性。

實驗結果

1. 頭頸鱗狀細胞癌病人臨床信息背景以及在原代腫瘤細胞中的功能性基因組分析以及腫瘤相關遺傳事件的鑒定（圖1）。

圖1：個性化醫學整合基因組學。

（A）：將高通量數據分析、基因組分析與基因組規模的siRNA以及藥物分析結合的原理圖。（B）：在波形蛋白染色呈陽性的基質細胞（綠色）中分布的陽性細胞角蛋白（紅色）（C）：腫瘤發生學：小鼠異種移植證明腫瘤的形態學特徵（左側）；核內P53的顯著著色（中部）；有絲分裂圖（右側）（D）：在鉑化合物藥物處理的FHCRC-SCC-1細胞中不誘導P21表達，而在P53野生型的UMSCC-74A細胞中誘導P21表達。（E）：病人腫瘤基因組學與TCGA頭頸鱗狀細胞癌突變模式整合分析

2. 功能檢測分析優選腫瘤啟動事件並鑒定新的靶標（圖2）。

圖2：在FHCRCSCC-1細胞中，通過基因組規模siRNA分析鑒定候選靶基因。

（A）：藥物基因組siRNA介導的基因組敲低的三維火山圖。紅色與綠色點分別表示候選靶基因與抑制基因。（B）：候選靶基因頂級富集的信號通路。（C）：上側：生存率Z分圖中紅色顯示了在FHCRC-SCC-1細胞中重要的基因：突變基因（左側），擴增基因（中部），高度表達基因（右側）；下側：重疊基因的火山圖。

3. 靶標基因的癌症特異性（圖3）。

圖3：優選的靶點基因的再次檢測以及腫瘤特異性分析。

（A）：條形圖表示在FHCRC-SCC-1細胞中干擾174個候選基因的表達後FHCRC-SCC-1細胞、正常的口腔膠質細胞（NOK）以及人類包皮角質細胞（HFK1）的生存力的百分比。紅色表示與NTC控制（藍色）相關的腫瘤細胞靶點基因以及與NOK及HFK1的對比（灰色）。Kif11作為內部參考（綠色）。（B）：腫瘤特異性基因靶點的功能分類。（C）：靶向基因優選總結圖。??

4. 在P53突變的頭頸鱗狀細胞癌中進行蛋白激酶組siRNA性能分析（圖4）。