新的研究揭示了生物钟紊乱和肿瘤生长之间的联系

一些关于癌症风险因素的大型研究发现，像近15%的美国人那样上夜班会增加患癌症的几率。麻省理工学院的生物学家现在发现了一个可以解释这种高风险的联系。

在人类和大多数其他生物体中，a生物钟在光的控制下，人类生理的关键方面的时间调控，通过控制细胞活动，如新陈代谢和分裂。在一项对老鼠的研究中，麻省理工学院的研究小组发现，控制细胞的两个基因昼夜节律也可以作为肿瘤抑制因子。

通过基因缺失或正常的光/暗周期的破坏，这些肿瘤抑制因子的缺失使肿瘤变得更具侵袭性。

泰利斯·帕帕agiannakopoulos是麻省理工学院科赫综合癌症研究所的前博士后，也是这项研究的主要作者，发表在7月28日出版的《癌症》杂志上，他说:“无论你如何扰乱生物钟——不管是两种方式，失去生物钟似乎都会导致肿瘤发生。细胞代谢。

科赫研究所(Koch Institute)所长、戴维·h·科赫(David H. Koch)生物学教授泰勒·杰克(Tyler Jacks)是这篇论文的高级作者。

打破生物钟

在人类中，中央生物钟位于大脑的视交叉上核(SCN)，接收视网膜光线水平的信息。SCN通过激素和其他信号分子将这些信息传递给体内的细胞。

在细胞内，一种名为Bmal1的基因负责启动其他控制昼夜节律活动的基因，包括一种名为Per2的基因。这些基因编码的蛋白质水平在正常情况下会全天振荡，但当正常的光/暗周期被打乱时，这些振荡就会消失。

“细胞需要灯光提示，这就像时钟的重置按钮。当你失去了这个线索，你就失去了身体每个细胞的正常节奏，”Papagiannakopoulos说，他现在是纽约大学医学院的病理学助理教授。

他和他的同事们着手调查两者之间可能的联系癌症这些基因，在经过基因工程的老鼠体内发展成一种肺癌被称为非小细胞肺癌。

他们首先将老鼠置于两种不同的光照/黑暗环境中。一组老鼠生活在正常的作息时间里:12小时在光照下，然后是12小时在黑暗中;而另一组老鼠则生活在黑暗中。时差时间表:每隔两到三天，他们就多暴露在8小时的阳光下。这模拟了人类上夜班或穿越多个时区时生物钟被扰乱的情况。

在时差反应的情况下，肿瘤生长得更快，而且比那些生活在正常光照/黑暗环境中的老鼠更有侵略性。

在他们的下一组实验中，研究人员让老鼠生活在正常的光照和黑暗中，但去掉了Bmal1和Per2基因。在这些小鼠中，肿瘤生长得更快，就像它们在时差反应时一样。

Papagiannakopoulos说:“如果你在身体的每个细胞中扰乱这些基因，你通常接收到的光信号就不适用了。”“这是一种用分子锤打破这个时钟的方法。”

失控的增长

Bmal1和Per2控制一种称为c-myc的促癌蛋白产生的时间，因此当这些基因被破坏时，c-myc开始积累，刺激细胞代谢和增殖的增加。

“C-myc启动了这个程序，使细胞产生更多的代谢物，更多的营养物质，更多的新细胞的构建模块。这对细胞增殖能力至关重要，”Papagiannakopoulos说。

德克萨斯大学西南医学中心(University of Texas Southwestern Medical Center)神经科学系主任高桥(Joseph Takahashi)说，这项研究提供了癌症和生物钟失调之间的重要联系。

“这项工作是非常明确和确定的，”高桥说，他没有参与这项研究。“这就是我们真正需要证明的，昼夜节律钟可能对癌症和肿瘤进展有影响。”

麻省理工学院的研究人员还分析了人类肺部肿瘤样本，发现肿瘤中Bmal1和Per2基因表达水平，以及其他关键生物钟基因的表达水平，远远低于相同患者的正常肺组织。最具侵袭性的肿瘤中这些基因的水平更低。

Papagiannakopoulos目前正在研究，例如Bmal1和Per2缺失的癌细胞是否有任何弱点，可以作为潜在的药物靶点加以利用。他还计划研究昼夜节律紊乱如何影响其他类型的癌症，包括胰腺癌。

---

---

本文由麻省理工学院新闻转载(web.mit.edu/newsoffice/)，一个涵盖麻省理工学院研究、创新和教学新闻的热门网站。