基因開關(guān)

常曉

讓人談之色變的癌細(xì)胞，可以受一個(gè)小小的“開關(guān)”控制？是的。只要把開關(guān)打開，癌細(xì)胞便開始瘋狂生長(zhǎng)；關(guān)上開關(guān)，癌細(xì)胞便會(huì)乖乖呆著，安分守己，甚至自己死掉。近年來，控制癌癥基因行為的研究有了很大發(fā)展，用控制基因開關(guān)的方法治療癌癥也時(shí)常被提及。近期的《自然》雜志為我們揭示了這種神奇的“開關(guān)”，它能向癌癥基因發(fā)出“停止”和“開始”命令，從而從根本上抑制癌癥腫瘤的生長(zhǎng)。

基因開關(guān)“關(guān)”上癌變通路

《自然》雜志中，美國(guó)達(dá)那·法博癌癥研究所研究人員發(fā)現(xiàn)，兒童與青年睪丸核蛋白中線癌（NMC）是由于BRD4-NUT基因易位導(dǎo)致的。研究人員開發(fā)出一種能夠抑制BRD4-NUT基因中某些部分的組合分子并把它命名為JQ1。JQ1一方面可以鎖住NMC癌細(xì)胞中的異常蛋白，另一方面還可以讓癌細(xì)胞們停止分化復(fù)制，“忘記”自己癌細(xì)胞的身份，逐漸恢復(fù)成正常細(xì)胞的樣子。好比切斷了細(xì)胞癌變的通路，如同電路的開關(guān)一樣。

據(jù)專家介紹，這種“基因開關(guān)”如同在基因表達(dá)（基因控制身體重要生物分子生成的過程）過程鏈上加一點(diǎn)促進(jìn)劑或者制造一點(diǎn)小障礙，讓以前不能工作的基因開始工作，或者讓已經(jīng)開始的工作進(jìn)行不下去。比如，加入一些物質(zhì)，讓癌細(xì)胞的某些控制生長(zhǎng)或者繁殖的基因不表達(dá)，讓癌細(xì)胞自然死亡；或者是讓癌細(xì)胞里的正常基因表達(dá)，從而讓癌細(xì)胞改過自新，變成正常細(xì)胞。

“除了上面談到的基因開關(guān)，還有RNA干擾、轉(zhuǎn)基因等抗癌方法。”中國(guó)抗癌協(xié)會(huì)病因分會(huì)委員、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)院表觀遺傳與組蛋白研究室負(fù)責(zé)人朱衛(wèi)國(guó)教授表示，這些方法都是關(guān)掉了腫瘤生物鏈上的某一重要通路。如RNA是基因表達(dá)中的一種重要的傳輸物質(zhì)，充當(dāng)著信使的功能。RNA干擾即是通過外加一些物質(zhì)，找到這個(gè)信使，把信使消滅，后續(xù)的蛋白質(zhì)合成就沒有信息源，從而關(guān)掉了腫瘤的生長(zhǎng)。

基因開關(guān)品種繁多

事實(shí)上，“基因開關(guān)”并不是現(xiàn)在才有的概念。人類早已認(rèn)識(shí)到“基因開關(guān)”的重要性。在2007年，新加坡基因組研究院科學(xué)家就宣布成功繪制了4000多個(gè)“基因開關(guān)”位置圖譜。“基因開關(guān)”可以是化學(xué)物質(zhì)，也可以是蛋白質(zhì)，還可以是一段基因等。到目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的癌癥的基因開關(guān)就有幾百種，另外，還有調(diào)控著人體的長(zhǎng)壽、肝病、不育等方方面面的基因開關(guān)。

復(fù)旦大學(xué)的專家金力教授比對(duì)全國(guó)長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)江蘇如皋的當(dāng)?shù)貥O端長(zhǎng)壽人群，即95歲以上的老人共705名（其中包括102名百歲老人）的DNA，發(fā)現(xiàn)有21.7%的長(zhǎng)壽人群基因線粒體是D4單倍型，揭示著人體的D4單倍型線粒體就是打開長(zhǎng)壽的“基因開關(guān)”。

美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校（UCSD）神經(jīng)生物學(xué)家對(duì)一種P75神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素受體（p75NTR）蛋白的研究表明，它會(huì)激發(fā)肝星狀細(xì)胞內(nèi)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)信號(hào)，而這種細(xì)胞正是人體自身修復(fù)肝臟細(xì)胞的優(yōu)秀戰(zhàn)士，收到指令后的肝星狀細(xì)胞就開始緊鑼密鼓地進(jìn)行肝臟的自我修復(fù)過程了。

甚至于男性的不育也可能和“基因開關(guān)”扯上關(guān)系。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)男性的一種稱之為H19的基因，可以主管在嬰兒胎盤生長(zhǎng)中很重要的生長(zhǎng)因子的合成。不正確或者不完全的H19基因的開關(guān)影響胎盤的形成，進(jìn)而會(huì)對(duì)胚胎的發(fā)育產(chǎn)生干擾。

其實(shí)，基因開關(guān)不光是人和動(dòng)物的“專利”，植物也有。德國(guó)馬克斯普朗克分子植物學(xué)研究所的科學(xué)家們?cè)跓煵萑~綠體中發(fā)現(xiàn)了對(duì)蛋白質(zhì)的構(gòu)成起調(diào)控作用的“基因開關(guān)”，借助所謂的“核糖開關(guān)”，可以開啟或關(guān)閉煙草植物中的葉綠體基因。未來利用這種“核糖開關(guān)”，可以提高轉(zhuǎn)基因作物的生物安全性。

生物學(xué)家也發(fā)現(xiàn)，利用“基因開關(guān)”還可以控制植物在特定部位產(chǎn)生抗蟲性。比如水稻通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)引入抗蟲的基因，控制“基因開關(guān)”，水稻的莖和葉表達(dá)這種抗蟲的效果，而在種子里不表達(dá)，好讓人們吃得放心。有些農(nóng)作物的秸稈可以當(dāng)動(dòng)物的飼料，我們就可以讓抗蟲“基因開關(guān)”在作物生長(zhǎng)時(shí)期打開，而快要收獲的時(shí)候關(guān)上。而對(duì)于那些不咬莊稼，而把口器刺入作物維管吸取汁液的害蟲們，就可以只讓作物的維管組織抗蟲就行了。

在基因“開關(guān)”中探尋生命奧秘

雖然關(guān)于基因開關(guān)的研究時(shí)間較長(zhǎng)，但針對(duì)癌癥，在臨床上的主體應(yīng)用還是手術(shù)、放療、化療，基因治療還不是主流。

究其原因，首先基因技術(shù)并不成熟，大多還在理論研究階段，離臨床還有很長(zhǎng)的距離。癌癥之所以成為一個(gè)世界性的難題，一個(gè)主要原因在于它病因的復(fù)雜性。據(jù)專家介紹，癌癥是由人體內(nèi)多個(gè)不同基因發(fā)生變異或者是損傷導(dǎo)致的，即使是同一種癌癥，也沒有任何兩個(gè)病人的致病基因是完全相同的。所以，即使研究出一種或者幾種有效的基因藥物，也不能完全治愈病人。但未來，如果能利用基因技術(shù)治療好主要的致病基因，其他的就可以靠服用增強(qiáng)自身免疫力的藥物等手段使自己的身體免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用清除癌細(xì)胞。

另一方面是基因技術(shù)副作用很大，而且不可預(yù)知。目前的水平，很難控制這些基因開關(guān)，或者基因藥物不和其它正常的基因或組織反應(yīng)，如果它們影響甚至破壞了人身體的其它關(guān)鍵的生理過程，那豈不是得不償失？專家表示，以上世紀(jì)90年代炒得轟轟烈烈的轉(zhuǎn)基因療法為例，科學(xué)家的初衷是好的，但是載體進(jìn)去了之后并不會(huì)乖乖地就呆在你想要的地方，它也可能結(jié)合到人正常的基因上去，從而打亂人體正常的新陳代謝，使原來正常的組織反而變得不正常了。這會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的白血病，或者是其它種類的腫瘤等惡性疾病，可謂是“聾子沒治好又醫(yī)成了啞巴”。

正因如此，研究人員認(rèn)為，基因開關(guān)新發(fā)現(xiàn)有助于未來的癌癥防治，但距離相應(yīng)藥物的問世還需要很多年的深入研究。不過，正如同人類基因組計(jì)劃帶給生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的革新意義，基因開關(guān)也將推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)的前進(jìn)，開辟研究新道路，無疑將有助于找到與人類疾病密切相關(guān)的區(qū)域，從而探尋生命奧秘。以治療癌癥為例，這種神奇的“開關(guān)”能打開一些對(duì)人體有益的基因，可以給免疫細(xì)胞編程，讓它們精準(zhǔn)“作戰(zhàn)”，只去殺死需要?dú)⑺赖陌┘?xì)胞。