腫瘤基因功能研究思路解析

國自然熱點(diǎn)是近幾年國自然申請(qǐng)的風(fēng)向標(biāo)，結(jié)合國自然熱點(diǎn)為課題方向，能有效提高國自然申請(qǐng)的中標(biāo)率。腫瘤學(xué)是醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中最為活躍的領(lǐng)域之一，隨著細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)等迅速發(fā)展，科學(xué)研究范式的改變以及多學(xué)科的交叉融合，腫瘤學(xué)基礎(chǔ)研究取得了一定進(jìn)展，腫瘤學(xué)科申請(qǐng)項(xiàng)目數(shù)量及質(zhì)量也逐漸提高。

腫瘤基因功能研究思路

雖然腫瘤研究的細(xì)分領(lǐng)域眾多，但不同的領(lǐng)域均會(huì)涉及很多基因功能的研究，例如與腫瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、耐藥分子機(jī)制相關(guān)的致癌基因、抑癌基因、轉(zhuǎn)移相關(guān)基因和耐藥相關(guān)基因等。腫瘤基因功能的研究是一個(gè)整體性的過程，從開始的基因篩選、到細(xì)胞水平（體外）和動(dòng)物水平（體內(nèi)）的功能性驗(yàn)證，再到機(jī)制探討及驗(yàn)證，形成一個(gè)完整的研究邏輯。

☑ 基因篩選：通常采用組學(xué)的方法進(jìn)行分析，根據(jù)研究目標(biāo)的不同，可分為基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組和代謝組分析。

☑ 細(xì)胞水平功能性驗(yàn)證：細(xì)胞水平的調(diào)控則需要建立基因表達(dá)調(diào)控的細(xì)胞模型，如通過病毒載體或電轉(zhuǎn)等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)基因的過表達(dá)、敲低表達(dá)、敲除表達(dá)和點(diǎn)突變等。

☑ 動(dòng)物水平功能性驗(yàn)證：腫瘤研究最常用的動(dòng)物模型則為免疫缺陷小鼠，如最基礎(chǔ)也是最常用的裸鼠，可通過移植腫瘤細(xì)胞建立CDX模型，對(duì)于重度聯(lián)合免疫缺陷小鼠則可用于建立PDX模型或人源免疫系統(tǒng)的重建，此外還有各種定制化的基因修飾動(dòng)物也應(yīng)用于腫瘤的研究中。

☑ 機(jī)制探討和驗(yàn)證：而對(duì)于腫瘤機(jī)制的研究則各有不同，常規(guī)的思路是尋找目標(biāo)基因上下游的調(diào)控分子或信號(hào)通路，并采用蛋白與DNA、RNA與蛋白、蛋白與蛋白等相互作用進(jìn)行驗(yàn)證。

圖1. 腫瘤基因功能研究思路

研究案例解析

精選案例一：DUSP1 inhibits cell proliferation, metastasis and invasion and angiogenesis in gallbladder cancer

研究目的：研究DUSP1在膽囊癌進(jìn)程中的作用機(jī)制。

技術(shù)路線：對(duì)膽囊癌患者腫瘤細(xì)胞的DUSP1水平定量檢測(cè)→建立兩種GBC細(xì)胞系的DUSP1過表達(dá)細(xì)胞模型→細(xì)胞增殖/細(xì)胞遷移侵襲能力檢測(cè)→建立GBC-SD細(xì)胞的DUSP1敲除細(xì)胞模型→建立小鼠CDX模型檢測(cè)DUSP1在GBS細(xì)胞株過表達(dá)對(duì)腫瘤增殖的影響→檢測(cè)細(xì)胞凋亡情況→DUSP在膽囊癌中的作用機(jī)制。

結(jié)論：DUSP1可通過抑制血管形成因子的表達(dá)抑制腫瘤細(xì)胞的增殖侵襲。

圖2. DUSP1在膽囊癌進(jìn)程中的作用機(jī)制

精選案例二：GREM1 overexpression inhibits proliferation, migration and angiogenesis of osteosarcoma

研究目的：研究GREM1基因在骨肉瘤中的相關(guān)功能。

研究技術(shù)路線：檢測(cè)5種骨肉瘤細(xì)胞系中的GREM1表達(dá)水平→檢測(cè)患者原代腫瘤組織中的GREM1及管家基因的表達(dá)水平→構(gòu)建GREM1的U2OS穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞株→細(xì)胞增殖、侵襲、凋亡檢測(cè)及細(xì)胞周期檢測(cè)→構(gòu)建干擾細(xì)胞模型→細(xì)胞增殖、侵襲、凋亡檢測(cè)及細(xì)胞周期檢測(cè)→裸鼠CDX模型→GREM1在骨肉瘤中的作用機(jī)制。

結(jié)論：GREM1可通過調(diào)節(jié)基質(zhì)降解酶的表達(dá)來影響B(tài)MP的調(diào)節(jié)過程，GREM1過表達(dá)可抑制腫瘤細(xì)胞增殖侵襲，并促進(jìn)凋亡。

圖3. GREM1基因在骨肉瘤中的相關(guān)功能

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腫瘤研究領(lǐng)域客戶引用文章精選：

1. Yuan H, Han Y, Wang X, et al. SETD2 restricts prostate cancer metastasis by integrating EZH2 and AMPK signaling pathways[J]. Cancer Cell, 2020, 38(3): 350-365.

2. Zhang F, Li R, Yang Y, et al. Specific decrease in B-cell-derived extracellular vesicles enhances post-chemotherapeutic CD8+ T cell responses[J]. Immunity, 2019, 50(3): 738-750.

3. Zhou X A, Zhou J, Zhao L, et al. KLHL22 maintains PD-1 homeostasis and prevents excessive T cell suppression[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020, 117(45): 28239-28250.