發(fā)布日期：2017-12-08

韓國高等科學技術學院（KAIST,Korea Advanced Institute of Science and Technology）的研究小組鑒定出結腸腫瘤發(fā)生的基因網(wǎng)絡原則。這些原則未來將被用于尋找有效抗癌藥物的分子靶點。而且，該研究因為使用了系統(tǒng)生物學的方法得到人們的關注，系統(tǒng)生物學恰恰是生物技術（BT）和信息技術（IT）的綜合研究領域。

KAIST生物和腦部工程系Kwang Hyun Cho教授領導的研究小組成功地開展了這項研究；研究人員包括Dongkwan Shin博士以及學生研究員Jonghoon Lee和Jeong Ryeol Gong。11月2日，《自然通訊》（Nature Communications）雜志在線發(fā)表了此項研究結果。

人類癌癥是由基因突變引起的?；蛲蛔兊念l率因癌癥的類型各異而不同------例如，白血病和兒童癌癥中只有大約10個突變；但是在成人實體癌中平均有50個突變；由外部因素引發(fā)的癌癥甚至包含數(shù)百個突變（如肺癌）。

世界各地的癌癥研究人員正在努力識別病人體內(nèi)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的基因突變，進而發(fā)現(xiàn)重要的癌癥誘導基因（稱為“驅動基因”），用來開發(fā)抗癌藥物的靶點。然而，基因突變不僅影響其自身功能，而且通過相互作用影響其他基因。因此，現(xiàn)在的治療方法局限于靶向少數(shù)癌癥誘導基因，而沒有進一步了解基因網(wǎng)絡，所以目前的藥物只在少數(shù)患者中有效，并且常常導致耐藥性。

Cho教授的研究小組利用癌癥患者的大規(guī)?；蚪M數(shù)據(jù)，建立了有關基因相互作用網(wǎng)絡中多個基因突變協(xié)同效應的數(shù)學模型。該模型構建的基礎是國際癌癥基因組聯(lián)盟提出的癌癥基因組圖譜（TCGA）。研究小組成功地通過臨床特征，量化了基因網(wǎng)絡突變對結腸癌患者群體的影響。

而且，研究人員利用大規(guī)模計算機模擬分析，鑒定了腫瘤發(fā)生過程中的關鍵轉換現(xiàn)象，這是第一個被識別的隱藏的基因網(wǎng)絡原理。臨界相變是物質通過相變突然變化的現(xiàn)象。過去，人們無法確定是否存在轉換現(xiàn)象，因為在腫瘤發(fā)生過程中很難追蹤基因突變的序列。 該研究小組采用了基于系統(tǒng)生物學的研究方法發(fā)現(xiàn)，如果已知的“驅動基因”突變順序地緊隨其后，那么結腸癌腫瘤的形成就會顯示出一個關鍵的轉換現(xiàn)象。研究小組利用自主開發(fā)的數(shù)學模型，可能研發(fā)出一種新的抗癌靶向藥物，能夠最有效地抑制，在癌癥患者當中發(fā)現(xiàn)的許多基因突變的影響。特別是，研究人員不僅可以評估“驅動基因”，而且可以評估受基因突變的影響的其他“乘客基因”，以便找到最有效的藥物靶標。

Cho教授說：“人們對腫瘤發(fā)生過程中許多基因突變的作用知之甚少。”他繼續(xù)說，“在這項研究中，系統(tǒng)生物學方法首次發(fā)現(xiàn)了基因網(wǎng)絡的原理，從一個新的角度提出了抗癌藥物靶點識別的可能性。” 這項研究是由韓國科學信息通信技術部（Ministry of Science and ICT）和韓國國家研究基金會（NRF）資助的。

來源：韓國科學技術院