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肿瘤研究必读综述:癌症的十四大特征

肿瘤研究必读综述:癌症的十四大特征

  • 分类:行业动态
  • 作者:华龛生物
  • 来源:华龛生物
  • 发布时间:2023-07-07
  • 访问量:13

【概要描述】

肿瘤研究必读综述:癌症的十四大特征

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以下文章来源于干细胞者说(公众号)

 

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不久前,瑞士Agora转化癌症研究中心的Douglas Hanahan教授,在2011年版的基础上引入了4个新癌症特征,用以解释恶性肿瘤发生、发展、治疗响应特性的机制。

 

国际顶级刊物Cancer Discovery(IF=39)2022年1月刊的封面是一个“金色指环”,指环侧面镶嵌的是肿瘤学界经典综述系列“Hallmarks of Cancer(癌症的特征)最新版总结的14大癌症特征

 

图片来自Cancer Discovery

2000年,麻省理工学院的Robert A. Weinberg教授和Douglas Hanahan教授共同在Cell 杂志上发表了第一版“The Hallmarks of Cancer”。文章问世后,一时洛阳纸贵,立刻成为领域内的经典综述,后来更是成为Cell 杂志历史上被引用次数最多的综述之一(目前已经超过37000次)

2011年,两位教授对原来的6大癌症特征进行了更新和拓展,与时俱进撰写的“Hallmarks of cancer: the next generation”仍旧发表在Cell 杂志上,目前已被引用超过57000次。

十年如烟,转瞬即逝,如今2022年的第三版“Hallmarks of Cancer”正式发布,而作者只剩下其中一位。公开资料显示,Robert A. Weinberg教授(1942~)今年将届八十高寿,而Hanahan教授(1951~)也已过古稀之年。惟愿祝愿两位教授健康长寿,我们也更需珍惜这“十年凝一篇”的佳作小编将尽力梳理这篇经典综述的核心内容,以作抛砖引玉之用,让更多读者通过“The hallmarks of cancer”认识癌症并对肿瘤生物学产生兴趣

 

 

第一版(2000年):癌症6大特征

癌症的6大特征”凝练了过去近百年的肿瘤研究,为理解癌症的多样化表型搭建了一个基础逻辑框架。肿瘤的发生发展是渐进化、多步骤的,在正常细胞转变为肿瘤细胞的过程中,逐步获得这些标志性功能,并最终演变成恶性病变。

2000版“癌症的6大特征”分别是:

1.自给自足的生长信号:如H-RAS致癌基因的激活。

2.对生长抑制信号不敏感:如视网膜母细胞瘤(Rb)基因(肿瘤抑制基因)的缺失。
3.逃避凋亡:如生成IGF因子。
4.无限复制的潜力:如激活端粒酶。
5.持续的血管生成:如生成VEGF诱导物。

6.组织侵袭和转移:如E-钙黏蛋白的失活。

 

第二版(2011年):癌症10大特征

这一版在原有的6大特征的基础上增加了4个新特征,分别是:细胞能量代谢的失控(deregulating cellular energetics)逃避免疫清除(avoiding immune destruction)肿瘤促炎症作用(tumor-promoting inflammation)基因组的不稳定性和突变(genome instability and mutation),并将原有的6大特征概念的内涵和外延进行了一些调整。

新增加的4大特征考虑了肿瘤代谢、肿瘤免疫以及基因组不稳定性在肿瘤发生发展过程中的重要作用。新增特征中,前两个被定义为“初现特征”,还未得到全面验证;后两个被定义为“赋能特征”,因为正是导致了肿瘤异常状态的后果。此外,作者还明确了观点,即肿瘤的发展不仅是肿瘤细胞数量的增加,也需要围绕“肿瘤微环境”进行理解。

自从上个世纪分子生物学发展开始,基础研究与新药研发密不可分,很多新药研发都是建立在对肿瘤独特的标志性分子事件的深入认知的基础上,其直接靶向的环节往往也是关键节点(阿喀琉斯之踵,Achilles' Heel)。因此,作者用10大类药物作为例子,进一步佐证了“癌症十大特征”所具有的实际意义。

 

1、“持续增殖信号” vs “EGFR抑制剂”;

2、“逃避生长抑制” vs “细胞周期依赖性激酶(CDK)抑制剂”;

3、“逃避免疫清除” vs “激活免疫的抗CTLA-4单克隆抗体”;

4、“无限复制的能力” vs “端粒末端转移酶抑制剂”;

5、“肿瘤促炎症作用” vs “选择性抗炎药物”;

6、“激活浸润和转移” vs “HGF/c-Met抑制剂”;

7、“促血管生成” vs “VEGF抑制剂”;

8、“基因组的不稳定和突变” vs “PARP抑制剂”;

9、“抵抗细胞死亡” vs “诱导凋亡的BH3类似物”;

10、“细胞能量代谢的失控” vs “有氧糖酵解抑制剂”;

 

 

第三版(2022年):癌症的14大特征 

在原有10大特征的基础上,再度增加了4个特征,分别是:解锁表型可塑性(Unlocking phenotypic plasticity)非突变表观遗传重编程(Non-mutational epigenetic reprogramming)多态性的微生物组(Polymorphic microbiomes)衰老细胞(Senescent cells)

其中,表型可塑性和细胞衰老归于初现特征(Emerging hallmarks),需进一步更全面的研究和验证;表观遗传重编程和微生物组多态性被定义为赋能特征(Enabling characteristics),表明其是肿瘤发展和其他特征获得的驱动性因素。

新增的4大特征具体内容如下

1. 解锁表型可塑性(Unlocking phenotypic plasticity),而表型可塑性可以破坏细胞分化,作者将其分为三个方面,细胞去分化、细胞分化中断和细胞转分化。

2. 非突变表观遗传重编程(non-mutational epigenetic reprogramming):表观遗传即DNA序列没有发生变化,但基因功能发生了可遗传的变化。也包括三个方面:诱导表观重编程的环境机制表观调节异质肿瘤微环境基质细胞的表观调控

3. 多态性的微生物组(Polymorphic microbiomes),大量存在于结肠、其他黏膜及其连接部位,或肿瘤内部的微生物群落构成肿瘤的微生物组。肿瘤微生物组具有极高的多态性,对于肿瘤发生发展和治疗响应具有重要作用。

4、衰老细胞(Senescent cells)细胞衰老通常被认为是维持组织稳态的一种不可逆的抑癌性保护机制,然而越来越多的证据表明,在某些情况下衰老细胞可以通过衰老相关分泌表型(SASP)等方式促进肿瘤的发生和发展。不过,衰老作为一个肿瘤标志的研究仍在起步阶段,还需进一步的广泛验证和严谨审视。

 

全文总结

癌症的概念化、特征化概括可作为一种工具,将跨越癌症表型和基因型的复杂性凝练为一套简洁理论。随着对癌症发生、发展机制的认识不断深化,癌症的多种特性也表现出概念化为特征的潜力。在新增加的几个特征中,表型可塑性及分化中断共同构成一个独立的特征,而非突变性的表观遗传重编程和多态微生物群落均构成独特的、有助于其他的赋能特征(enabling characteristics)。此外,不同来源的衰老细胞也可被视为肿瘤微环境中具有重要功能的细胞类型,因此也被添加到“初现特征”中进一步考察。

癌症的多样性具有广度和范围,其多样性表现跨越了遗传学、细胞和组织生物学、病理学,和治疗响应特征。癌症包含的各种疾病的多种表现形式呈现出海量“大数据”。而癌症特征的综合化概念有助于逐步提炼为一套科学理论。

 

参考文献:

1.Douglas Hanahan,Robert A. Weinberg.The Hallmarks of Cancer.Cell. 2000; 100(1): 57-70. 

2.Douglas Hanahan,Robert A.Weinberg. Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell. 2011; 144(5): 646-674. 

3.Douglas Hanahan. Hallmarks of Cancer: New Dimensions. Cancer Discov. 2022; 12: 31-46. 

注:本文旨在介绍医药健康研究进展,不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。

 



【华龛生物

北京华龛生物科技有限公司由清华大学医学院杜亚楠教授科研团队领衔创建,清华大学参股共建。核心技术源于清华大学的科技成果转化。公司专注于打造原创3D细胞“智造”平台,提供基于3D微载体的细胞规模化定制化扩增工艺整体解决方案。

华龛生物核心产品3D TableTrix®微载体,是自主创新型、首款可用于细胞药物开发的药用辅料级微载体。已通过中检院等相关权威机构的检验报告,并获得2项国家药监局药用辅料资质(CDE审批登记号:F20210000003、F20200000496)。同时,产品获得美国FDA DMF药用辅料资质(DMF:35481)。

华龛生物的产品与服务,可广泛应用于基因与细胞治疗、细胞外囊泡、疫苗及蛋白产品等生产的上游工艺开发。同时,在再生医学、类器官与食品科技(细胞培养肉等)领域也具有广泛应用前景。

公司拥有5000余平米的研发与转化平台,其中包括1000余平的以3D细胞智造及微组织再生医学治疗产品为核心的CDMO服务平台;还拥有4000平米的GMP生产平台,并新建1200L微载体生产线。相关技术已获得100余项专利成果,30余篇国际期刊报道。核心技术项目已获得多项国家级立项支持与应用。

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