正如人身体和心灵能够对诸如毒品、咖啡因和酒之类的物质上瘾，人类的癌症也能够对某些确保它们继续生长和占领主导地位的基因上瘾。美国贝勒医学院(Baylor College of Medicine)和哈佛医学院开发出利用癌症对癌基因成瘾的方法杀死它们同时又不伤害正常组织。2011年12月8日，他们的研究成果在线发表《科学》期刊上。
很多癌症是由于癌基因的过表达所导致的。这些癌基因具有两面性。一方面，它们促进细胞保持永生和不受限制地生长。另一方面，这些癌基因的表达附带也产生抗生长的细胞应激反应，这就与癌细胞必须破坏生长限制以便生存发生冲突。一个经典的产生微妙平衡的癌基因例子就是c-myc。在病人身上，c-myc的过度激活与大多数高度恶性癌症类型相关联，20-40%的癌症拥有激活的myc基因。
美国贝勒医学院分子和人类遗传学、生物化学和分子生物学副教授Thomas Westbrook教授，也是这篇研究的主要作者，他说，“30年来，科学家们一直试图攻击癌基因myc。但是，我们生产的药物对它没有影响。如今，我们不得不利用癌基因给癌细胞施加的应激反应，并决定是否我们能够加速提高这些应激反应以便杀死肿瘤。”
Westbrook说，“癌细胞在有丝分裂时经历大量应激反应”。常规的化疗就是利用这一点，但是药物能够杀死分裂中的癌细胞和正常细胞。专家们认为癌细胞内存在特别的机制允许它在生长和有丝分裂时处理这些应激反应。
Westbrook说，“我们要问的基本问题就是癌细胞和正常细胞中的应激反应是如何不同的。我们想利用那种想法来观察如果我们能够加剧这种应激反应会发生什么情况。”
为了鉴定涉及处理这种应激反应的基因，Westbrook和他的同事哈佛医学院Stephen Elledge博士利用一种特殊的RNA干涉筛选方来破坏在基因组中每个基因的功能，然后鉴定允许癌细胞忍受癌基因myc产生的应激反应所必需的基因。
他们发现的核心生物化学过程之一就是苏素化(SUMOylation)，一个三步骤过程。Westbrook、Elledge和他们的同事们证实在这个过程的第一步，苏素激活酶(SUMO-activating enzyme, SAE1/2)是myc导致的癌症完成细胞分裂所必需的。因此，抑制SAE可能是治疗myc导致的癌症的一个策略。
为了测试是否如此，他们在一种myc导致的小鼠乳腺癌类型中关闭SAE。Westbrook说，“这些肿瘤停止生长，而且它们大多数消失掉”。如今大多数小鼠仍然活着而且保持健康。如果他们不关闭这种酶的表达，肿瘤继续生长而且最终会杀死这些动物。
Westbrook说，“如果在非myc导致的乳腺癌中抑制这种酶，则没有任何效果。如果在很多正常细胞类型中抑制这种酶，也是没有任何效果。”
这就意味着关闭SAE2会在癌细胞而不是正常细胞中加剧myc产生的应激反应，因而也是一种杀死癌症同时又没有传统化疗带来的很多副作用的好方法。
这些发现对于一种高度恶性的乳腺癌即三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer)特别有意义。这种癌症经常是由myc导致的，而且当前没有有效的治疗方法。
Westbrook说，“这可能提供一个靶标”。治疗价值在于靶向SAE的药物将导致癌细胞不再忍受myc，但同时又不伤害正常细胞。此外，很多其他种类的癌症也是由myc导致的，他期待在这些肿瘤中抑制这种酶可能也有同样的效应。(生物谷：towersimper编译)
A SUMOylation-Dependent Transcriptional Subprogram Is Required for Myc-Driven Tumorigenesis
Jessica D. Kessler, Kristopher T. Kahle, Tingting Sun, Kristen L. Meerbrey, Michael R. Schlabach, Earlene M. Schmitt, Samuel O. Skinner, Qikai Xu, Mamie Z. Li, Zachary C. Hartman, Mitchell Rao, et al.
Myc is an oncogenic transcription factor frequently dysregulated in human cancer. To identify pathways supporting the Myc oncogenic program, we used a genome-wide RNAi screen to search for Myc-synthetic lethal genes and uncovered a role for the SUMO-activating enzyme (SAE1/2). Loss of SAE1/2 enzymatic activity drives synthetic lethality with Myc. Inactivation of SAE2 leads to mitotic catastrophe and cell death upon Myc hyperactivation. Mechanistically, SAE2 inhibition switches a transcriptional subprogram of Myc from activated to repressed. A subset of these SUMOylation-dependent Myc switchers (SMS genes) is required for mitotic spindle function and to support the Myc oncogenic program. SAE2 is required for growth of Myc-dependent tumors in mice, and gene expression analyses of Myc-high human breast cancers suggest that low SAE1/SAE2 levels in the tumors correlate with longer metastasis-free survival of the patients. Thus, inhibition of SUMOylation may merit investigation as a possible therapy for Myc-driven human cancers.
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