Hedgehog信号途径研究新进展

    Duke大学医学中心的一项新研究在深入了解控制组织再生、干细胞更新和癌症生长的基础分子控制机制方面取得了新进展。在人类中，这个途径（hedgehog途径，Hh）的功能障碍可能导致皮肤和脑癌以及一些发育缺陷。研究组发现蛋白质β－arrestin2在早期的发育和正常的细胞扩增中起着核心作用。之前的研究将这种蛋白与一系列抑制性功能联系在一起。由hedgehog途径刺激的无控制的细胞生长能够导致肿瘤的发生。研究人员将这些发现公布在2004年12月24日的Science上。

    虽然，之前已经发现了β－arrestin2蛋白的多种功能，但是却没有一项研究揭示出它们在发育过程中的作用。新研究发现β－arrestin2与hedgehog信号途径有关，这使人们对这种蛋白在促进生长、分化和恶化过程中的功能有了一个认识。

    研究人员将斑马鱼作为研究动物模型。在斑马鱼中获得的这一发现将可能导致抑制肿瘤生长的新药的产生，这种新药的作用机制将会是破坏β－arrestin2蛋白的正常功能。

    Hh蛋白在细胞扩增和胚胎成形中起着重要作用。在人类中，这个途径的抑制性突变会导致发育缺陷。相反，促使这个途径过度活跃的突变则会导致细胞癌变。

    人类和斑马鱼都是脊椎动物并且具有相同的基础发育途径。斑马鱼是一种这类研究的理想模型，因为它们透明的胚胎能够使研究人员很容易就能观测到它们的早期发育。在实验中，研究人员给斑马鱼胚胎注射了一种能够专一抑制β－arrestin2蛋白功能的化合物。

    这种接受了注射的胚胎（几乎没有β－arrestin2蛋白）表现出了与Hh信号途径有关的缺陷症状，包括身体变弯曲、头部不发达和肌肉异常发育，而且这些胚胎的一些对Hh活动做出反应的基因活性也降低了——这意味着β－arrestin2蛋白的丢失抑制了它们的活性。当注射其它一些能够活化Hh途径的物质则能够恢复这些胚胎的正常发育。

    另外，研究人员发展的包含具荧光标记的β－arrestin2的细胞实验系统可能为寻找抑制或促进这种蛋白活性的化合物提供了一种非常有用的工具。