分子信号与调控网络

持续性致癌信号(constitutive oncogenic signaling)

/ oncogene = ONK-o-jeen; constitutive = kon-STIT-yoo-tiv /

我们见过的每一个信号开关,本该是信号到来时拨到“开”、信号离去时拨到“关”。癌症,在它的分子核心处,就是一些被卡在“开”的信号开关。“持续性”(constitutive)意为“不论有无输入,始终开启”——而癌基因(oncogene)是这样一种基因:它的蛋白质一旦突变为持续激活,便驱动一个细胞走向癌症。想象一个门铃,门口没人也响个不停:细胞不停地听到“生长、分裂”,而外面其实根本没有什么在叫它这么做。

健康的生长信号基因被称为原癌基因(proto-oncogene)——这些是再正常不过的基因,编码那些受体、GTP酶和激酶,在被恰当触发时促进分裂。一个突变把原癌基因变成癌基因,办法是把它的产物永久地卡在“开”。损伤可以落在通路上的任何位置:一个不结合任何配体也照样发信号的受体酪氨酸激酶(卡在“开”的EGFR或HER2);一个再也水解不了自己GTP、于是永不关闭的Ras GTP酶;一个像BRAF那样锁在活性形状里的激酶;或者干脆是一个正常生长基因的拷贝太多了。在每一种情况下,结果都一样——一个信号持续地长鸣,细胞在本应需要外部许可的情况下却径自分裂。值得注意的是,癌基因以“显性”方式起作用:一个过度活跃的拷贝就够了,就像一个卡在“开”的开关压过了一个正常工作的开关。这与抑癌基因(tumour-suppressor gene)恰成镜像——抑癌基因是那些关闭开关与刹车,它们的丧失则撤掉了约束。

这个概念之所以重要,是因为它把整个信号领域与那种夺去数百万生命的疾病联系了起来,也因为它直指治疗。由于癌细胞常常变得依赖于那个正驱动着它们的癌基因(一种叫“癌基因成瘾”的状态),那些把那一个蛋白质重新关掉的药物可以惊人地有效——针对BRAF或突变EGFR的激酶抑制剂、针对HER2的抗体,以及针对突变KRAS的新药。诚实的告诫是:癌症会反击——它们让靶点发生突变,或者信号网络绕过那个被堵的节点重新布线,所以单单关掉一个癌基因很少能成为永久的治愈。尽管如此,把信号传导理解为“可能卡在开的开关”,已经重塑了我们对癌症的解释方式与治疗方式。

人类发现的头一个癌基因,正是一个突变的RAS,于1980年代初从一个膀胱癌细胞中分离出来。仅仅一个碱基的改变就换掉了一个氨基酸,使Ras这个开关再也关不掉自己。这一个发现——一个被突变到永久开启的正常生长基因——成了理解信号在癌症中如何出错的范本。

第一个癌基因是一个卡在“开”的RAS:仅一个碱基的改变就让一个正常的生长开关关不掉了。

癌基因(卡在“开”的生长开关)和抑癌基因(失灵的刹车)是相反的,而不是一回事。一个癌基因只需一个过度活跃的拷贝就足以惹祸;一个抑癌基因通常要两个拷贝都被敲掉,它的约束才算消失。

又称
oncogenestuck-on signaling癌基因持续激活信号