基因开关

常晓

让人谈之色变的癌细胞，可以受一个小小的“开关”控制？是的。只要把开关打开，癌细胞便开始疯狂生长；关上开关，癌细胞便会乖乖呆着，安分守己，甚至自己死掉。近年来，控制癌症基因行为的研究有了很大发展，用控制基因开关的方法治疗癌症也时常被提及。近期的《自然》杂志为我们揭示了这种神奇的“开关”，它能向癌症基因发出“停止”和“开始”命令，从而从根本上抑制癌症肿瘤的生长。

基因开关“关”上癌变通路

《自然》杂志中，美国达那·法博癌症研究所研究人员发现，儿童与青年睾丸核蛋白中线癌（NMC）是由于BRD4-NUT基因易位导致的。研究人员开发出一种能够抑制BRD4-NUT基因中某些部分的组合分子并把它命名为JQ1。JQ1一方面可以锁住NMC癌细胞中的异常蛋白，另一方面还可以让癌细胞们停止分化复制，“忘记”自己癌细胞的身份，逐渐恢复成正常细胞的样子。好比切断了细胞癌变的通路，如同电路的开关一样。

据专家介绍，这种“基因开关”如同在基因表达（基因控制身体重要生物分子生成的过程）过程链上加一点促进剂或者制造一点小障碍，让以前不能工作的基因开始工作，或者让已经开始的工作进行不下去。比如，加入一些物质，让癌细胞的某些控制生长或者繁殖的基因不表达，让癌细胞自然死亡；或者是让癌细胞里的正常基因表达，从而让癌细胞改过自新，变成正常细胞。

“除了上面谈到的基因开关，还有RNA干扰、转基因等抗癌方法。”中国抗癌协会病因分会委员、北京大学医学院表观遗传与组蛋白研究室负责人朱卫国教授表示，这些方法都是关掉了肿瘤生物链上的某一重要通路。如RNA是基因表达中的一种重要的传输物质，充当着信使的功能。RNA干扰即是通过外加一些物质，找到这个信使，把信使消灭，后续的蛋白质合成就没有信息源，从而关掉了肿瘤的生长。

基因开关品种繁多

事实上，“基因开关”并不是现在才有的概念。人类早已认识到“基因开关”的重要性。在2007年，新加坡基因组研究院科学家就宣布成功绘制了4000多个“基因开关”位置图谱。“基因开关”可以是化学物质，也可以是蛋白质，还可以是一段基因等。到目前，已经发现的癌症的基因开关就有几百种，另外，还有调控着人体的长寿、肝病、不育等方方面面的基因开关。

复旦大学的专家金力教授比对全国长寿之乡江苏如皋的当地极端长寿人群，即95岁以上的老人共705名（其中包括102名百岁老人）的DNA，发现有21.7%的长寿人群基因线粒体是D4单倍型，揭示着人体的D4单倍型线粒体就是打开长寿的“基因开关”。

美国加州大学圣地亚哥分校（UCSD）神经生物学家对一种P75神经营养素受体（p75NTR）蛋白的研究表明，它会激发肝星状细胞内的级联反应信号，而这种细胞正是人体自身修复肝脏细胞的优秀战士，收到指令后的肝星状细胞就开始紧锣密鼓地进行肝脏的自我修复过程了。

甚至于男性的不育也可能和“基因开关”扯上关系。科学家发现男性的一种称之为H19的基因，可以主管在婴儿胎盘生长中很重要的生长因子的合成。不正确或者不完全的H19基因的开关影响胎盘的形成，进而会对胚胎的发育产生干扰。

其实，基因开关不光是人和动物的“专利”，植物也有。德国马克斯普朗克分子植物学研究所的科学家们在烟草叶绿体中发现了对蛋白质的构成起调控作用的“基因开关”，借助所谓的“核糖开关”，可以开启或关闭烟草植物中的叶绿体基因。未来利用这种“核糖开关”，可以提高转基因作物的生物安全性。

生物学家也发现，利用“基因开关”还可以控制植物在特定部位产生抗虫性。比如水稻通过转基因技术引入抗虫的基因，控制“基因开关”，水稻的茎和叶表达这种抗虫的效果，而在种子里不表达，好让人们吃得放心。有些农作物的秸秆可以当动物的饲料，我们就可以让抗虫“基因开关”在作物生长时期打开，而快要收获的时候关上。而对于那些不咬庄稼，而把口器刺入作物维管吸取汁液的害虫们，就可以只让作物的维管组织抗虫就行了。

在基因“开关”中探寻生命奥秘

虽然关于基因开关的研究时间较长，但针对癌症，在临床上的主体应用还是手术、放疗、化疗，基因治疗还不是主流。

究其原因，首先基因技术并不成熟，大多还在理论研究阶段，离临床还有很长的距离。癌症之所以成为一个世界性的难题，一个主要原因在于它病因的复杂性。据专家介绍，癌症是由人体内多个不同基因发生变异或者是损伤导致的，即使是同一种癌症，也没有任何两个病人的致病基因是完全相同的。所以，即使研究出一种或者几种有效的基因药物，也不能完全治愈病人。但未来，如果能利用基因技术治疗好主要的致病基因，其他的就可以靠服用增强自身免疫力的药物等手段使自己的身体免疫系统发挥作用清除癌细胞。

另一方面是基因技术副作用很大，而且不可预知。目前的水平，很难控制这些基因开关，或者基因药物不和其它正常的基因或组织反应，如果它们影响甚至破坏了人身体的其它关键的生理过程，那岂不是得不偿失？专家表示，以上世纪90年代炒得轰轰烈烈的转基因疗法为例，科学家的初衷是好的，但是载体进去了之后并不会乖乖地就呆在你想要的地方，它也可能结合到人正常的基因上去，从而打乱人体正常的新陈代谢，使原来正常的组织反而变得不正常了。这会导致严重的白血病，或者是其它种类的肿瘤等恶性疾病，可谓是“聾子没治好又医成了哑巴”。

正因如此，研究人员认为，基因开关新发现有助于未来的癌症防治，但距离相应药物的问世还需要很多年的深入研究。不过，正如同人类基因组计划带给生物医学研究领域的革新意义，基因开关也将推动生物医学的前进，开辟研究新道路，无疑将有助于找到与人类疾病密切相关的区域，从而探寻生命奥秘。以治疗癌症为例，这种神奇的“开关”能打开一些对人体有益的基因，可以给免疫细胞编程，让它们精准“作战”，只去杀死需要杀死的癌细胞。