超越合成致死性！发现与癌症中存活相关的“基因对”相互作用学术资讯

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正在分裂的三阴性乳腺癌细胞。图片来源：NCI_University of Pittsburgh Cancer Institute众所周知，细胞功能由相互作用的基因网络介导。长期以来有一种观点认为，一个基因的表达变化会影响其他基因的功能。这些相互依赖关系直接影响着细胞的生存能力。在近日一项研究中，美国马里兰大学（UMD）和美国国家癌症研究所的科学家们发现了12种不同类型成对基因的相互作用，其中两种基因的不同表达水平与癌症患者的生存相关。该研究近日已发表在《Cell Reports》上。研究结果表明，参与这种配对相互作用的基因可以为癌症治疗提供新的靶点。

该研究通讯作者、UMD细胞生物学和分子遗传学系教授Sridhar Hannenhalli说：“依靠特定的癌症脆弱性，例如特定突变基因与其他基因的功能关系，是治疗癌症的潜在有效方法。”这种方法已经在一种被称为合成致死性的基因对关系中进行了探索，其中两个基因的失活对细胞是致命的，但其中一个基因失活本身不会造成影响。在突变使一个基因失活的癌细胞中，抑制“伴侣”基因的药物对癌细胞是致命的，但对正常表达第一个基因的健康组织影响很小或没有影响。

图片来源：《Cell Reports》这项新研究揭示了除合成致死性之外的广泛的重要基因对关系。在研究人员的数据中，这些新关系中的许多比合成杀伤力更丰富，这意味着它们可能为癌症治疗提供更多的潜在靶点。Hannenhalli说：“我们的工作通过将利用基因相互作用的概念推广到包括许多其他尚未探索的基因对关系类型，扩大了的潜在范围，目前仅限于合成致命性。我们相信这为未来使用计算方法识别和研究其他类型的遗传相互作用奠定了基础。”这篇论文提出了一种新的数据驱动方法，用于识别可能影响癌症患者预后的基因相互作用，这是Hannenhalli与该研究的第一作者、UMD前研究生Assaf Magen，以及国家癌症研究所和UMD生物信息学和计算生物学中心前主任Eytan Ruppin合作开发的。使用来自代表18种不同癌症类型的5288个肿瘤数据，研究团队定义了6种相互作用，其中一对中的每个基因都可以以低、中或高水平表达。然后，他们认为这些组合中的每一个都可以与患者生存的“积极”或“消极”结果相关联。这使得潜在基因对关系类型的总数达到12种。新的计算策略使研究人员评估了他们数据集中所有可能的基因组合。在1.63亿个潜在的基因对中，研究人员发现了近72000个与阳性或阴性患者生存相关的基因对相互作用。在参与这些相互作用的基因中，已知有相当比例的基因参与细胞分裂和增殖，这与癌症有明确的联系。

图片来源: University of MarylandHannenhalli表示，识别基因对关系可以帮助科学家理解为什么某些基因的突变会导致一个组织而非其他组织中的癌症，这是因为与它们相互作用的伴侣基因在不同组织中的表达可能是不同的。同样，基因对关系可以解释为什么某些药物对一个患者有效，而对另一个患者无效。这些关系还可能帮助研究人员识别某些癌症的亚型，例如乳腺癌，这可能有助于治疗和预后。与利用单个基因表达的传统方法相比，这些关于基因对相互作用的发现能帮助研究人员根据肿瘤基因表达数据更好地预测患者的治疗结果。Hannenhalli强调，要确定哪些基因对癌症患者的生存率有直接影响，还有很多工作要做。他说，下一步的工作是与癌症生物学家或临床医生合作，开始对靶向该研究中发现的基因对的治疗方法进行试验。

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