目前大多数抗癌药物的靶标都是肿瘤细胞中的DNA或蛋白质，但在加州大学伯克利分校的一项新发现中，科学家揭示出了一整套新的潜在目标：即在DNA和蛋白质之间的RNA。

该RNA被称为信使RNA，它是合成蛋白质的一个模板。信使RNA在细胞核中合成后被转运到细胞质中并结合在蛋白质合成装置核糖体上。大多数科学家认为这些mRNA分子，除了其独特的序列外，几乎没有显著的特点可以作为靶向药物的致命缺点。

加州大学伯克利分校分子和细胞生物学教授Jamie Cate和博士后研究员Amy Lee以及Philip Kranzusch共同发现，这些mRNA的一小部分——其中编码蛋白质的大部分以某种方式与癌症相联系——携带有独特标记。这些短RNA标记和调节核糖体上翻译过程的蛋白质eIF3（eukaryotic initiation factor 3）相结合，从而使得结合位点成为有前途的目标。

“我们已经发现了一种人体细胞控制癌基因表达的新方式，发生在基因被翻译成蛋白质的步骤中。本研究提出您或许能够靶向对准mRNA——在此这些标记会和eIF3绑定，”Cate说。“这些新目标是想找出一些小分子在某种程度上可能破坏或稳定它们之间的相互作用，由此我们就可以控制细胞如何生长。”

这些标记的mRNA——在细胞10,000个mRNA分子中只有不到500个—— 似乎是特别的，因为它们携带有特定蛋白质——其含量在细胞中必须达到微妙平衡的信息，以免打乱进程如细胞过度成长就可能导致癌症。

出人意料的是，一些标记基因可使mRNA翻译成蛋白质，另一些则不能。

“我们的新研究结果表明，很多关键的致癌基因——在正常情况下保持细胞受控——在蛋白质合成之前要先检查，”Cate说。 “这种新的控制步骤之前并不被人所知，它有可能成为新抗癌药物的大目标”。

“但另一方面，”他说，“当过多的蛋白质被合成时，打开翻译开关的标记基因能够激活导致癌症的基因。这也将会被能够阻断激活步骤的新抗癌药所瞄准。”

新的研究结果将发表于4月6日的自然（Nature）杂志在线版上。Cate掌管着RNA系统生物学中心，这个由国家卫生研究院提供资助的团队开发出新的工具来研究RNA，该分子越来越多地被认识到是细胞的主要调控因子。

mRNA——DNA和核糖体之间的信使

我们的基因位于细胞核内，而合成蛋白质的装置是在细胞质中，mRNA就是两者之间的信使。一个基因的全部DNA被转录成RNA，然后非功能性片段被剪切掉以产生mRNA。然后mRNA从细胞核穿梭至细胞质中，在此一个所谓的起始复合物结合到mRNA上和并将其运送到核糖体。核糖体读取mRNA上的核酸序列，并产生一个氨基酸序列即蛋白质。

“如果细胞无法知道何时何地开始蛋白质合成，那么你就有患癌症的风险，因为你蛋白质的合成失去控制，”Cate说。“蛋白质在不该激活时被激活了，细胞就会被过度刺激”。

蛋白质eIF3是起始复合物的一种组分，并且其本身由13种蛋白质亚基所组成。除了其能稳定复合物的结构外，它已知能调节mRNA翻译成蛋白质。eIF3的过表达也和乳腺癌，前列腺癌和食道癌的发生相联系。

“我认为eIF3能够激活多种功能，因为它包含了大量复杂的蛋白质，”Lee说。“这突出说明在翻译过程中它是一个主要的调控因子，而不是一个简单的辅助因素。”

Lee重点研究了结合到eIF3的mRNA，并找到一种方法把它们从一个典型的人类细胞的10,000多个mRNA中分离出来，测了全部的序列并寻找eIF3的结合位点。她发现了479个mRNA——约占细胞中结合到eIF3上的mRNA的3％左右，并且其中大多数似乎在细胞中有着相同的作用。

“当我们看到这些mRNA的生物学功能时，我们就知道应该重点关注在癌症中失控的进程，”Lee说。这涉及到在细胞的生长和分化过程中细胞周期，细胞骨架以及细胞程序性死亡（凋亡）。

“在治疗上，人们可以筛选癌组织中过表达的eIF3，然后针对我们已经确定的受到eIF3调控的通路，”她说。Lee实际上表明她可以调整两种癌症相关基因的mRNA——这两者都可控制细胞生长——来阻止细胞变得具有侵润性。

“我们发现，通过调控这些相互作用，我们可以给浸润性生长装一个阀门，所以显然打开大门就会进入到另一种可能的抗癌疗法，即可以针对这些RNA结合区，”Cate说。

该工作由美国国立卫生研究院普通医学科学国立研究所对RNA系统生物学中心提供资助。

“系统生物学的一个目标就是绘制整个生物网络，如基因和其调控机制，以便更好地了解这些复杂的网络如何发挥功能并有助于疾病的治疗，” NIGMS生物物理学分支的负责人Peter Preusch说。“该中心利用尖端技术一次可核查多种RNA的结构和功能，这有助于拼凑整个RNA的调控元件。”