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治療白血病的新契機

有一種急性骨髓白血病,需要以俗稱砒霜的三氧化二砷來「以毒攻毒」,現在可能有了另一種治療方法上的選擇。
 
 
 
有一種急性骨髓白血病,需要以三氧化二砷來「以毒攻毒」,這個三氧化二砷就是俗稱的砒霜。現在可能有了另一種治療方法上的選擇。

未來,你只需要吞下一些小分子量的蛋白質:由特定8個胺基酸組成的胜肽鏈模體(motif),就有可能免於白血病的折磨。別小看這小小的胜肽鏈模體,它除了在基因表現調控機制中扮演著決定性的關鍵角色之外,也讓台灣在這個領域中的學術研究執世界牛耳。

細胞受到環境的刺激,會啟動一系列的基因表現機制,藉由轉錄因子與輔因子受到活化或抑制而調控細胞的基因表現。目前藉由一種特定蛋白質 SUMO(small ubiquitin-like modifier)可修飾轉錄因子與輔因子,導致其活性被抑制,基因就不會表現。但是要如何經由修飾來抑制基因轉錄呢?這中間的分子機轉讓全世界科學家傷透腦筋。

在這個領域埋首耕耘多年的中研院生物醫學研究所施修明研究員,正是領先全球發現這一關鍵「失落環節」的科學家。施研究員對於他的發現難掩興奮之情,「我們等於解決了長久以來的疑惑」。原來,他發現關鍵就是那 8 個胺基酸模體。

胺基酸模體就像一隻手,會召喚細胞中被 SUMO 修飾過的物質,而手的主人,正是施修明研究員實驗室研究的主角蛋白質 DAXX。他發現 DAXX 透過「手」牽起 SUMO 修飾過的物質,這一牽,就是調控人體基因表現的樞紐。當 DAXX 牽起被修飾過的轉錄因子與輔因子時,便會抑制基因表現。

然而一旦有其他被 SUMO 修飾過的物質,也吸引 DAXX 上前牽小手,和轉錄因子競爭牽手的機會,例如存在於細胞核聚體中的 PML 蛋白質被 SUMO 修飾時,就會黏住 DAXX,把它留在核內核聚體。DAXX 無法出去與轉錄因子與輔因子結合,基因表現便開啟了。

而急性骨髓白血病,就是因為白血球分化的基因受到抑制所引起的。以往砒霜採用水解的方式,把因為染色體轉位沒做好的、並被 SUMO 修飾的 PML-PAR-alpha 蛋白質溶解掉,不讓 DAXX 有機會去牽它,以解決基因受到抑制的問題。現在,應用施研究員的發現,只要做出一堆「手」與內生性的 DAXX 競爭,就可大大減低基因的抑制作用。

這項成果被譽為「第1個做得這麼仔細詳盡的作用機轉」,很有利於日後新藥的應用,也備受國際學術界的重視,成為首篇躍登國際頂尖期刊《分子細胞》(Molecular Cell)的臺灣研究。施修明研究員說:「其實好好耕耘,臺灣的基礎科學研究還是很有機會的。」
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