由蒙大拿大學(xué)(University of Montana)細(xì)胞生物學(xué)家馬克·Grimes(Mark Grimes)領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了肺癌細(xì)胞內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，這將有助于了解這種癌癥，藥物治療。

這篇論文發(fā)表在5月22日的《科學(xué)信號(hào)》雜志的封面文章中，它揭示了一種叫做HSP90抑制劑的新型藥物是如何對(duì)抗癌癥的。這是第一次大規(guī)模的研究分析三種不同類型的蛋白質(zhì)的改變同時(shí)也采用了新的方法，包括數(shù)學(xué)和計(jì)算方法和網(wǎng)絡(luò)來(lái)分析這些數(shù)據(jù)。

與所有其他癌癥相比，肺癌仍然是最致命的，盡管近年來(lái)由于吸煙減少而減少。

這項(xiàng)研究始于細(xì)胞信號(hào)技術(shù)的科學(xué)家，他們收集了大量來(lái)自肺癌細(xì)胞的數(shù)據(jù)。分析這些數(shù)據(jù)的方法建立在Grimes實(shí)驗(yàn)室以前的工作上。

Grimes說(shuō):“蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)以不同的方式相互轉(zhuǎn)化，以傳遞信號(hào)�！毙盘�(hào)告訴細(xì)胞分裂、分化或死亡。癌癥是許多疾病，許多類型的癌癥是由破壞細(xì)胞信號(hào)機(jī)制引起的。本研究對(duì)這些信號(hào)通路進(jìn)行了更精確的定義，并整合了使用不同蛋白修飾的通路。

這項(xiàng)研究觀察了45種不同的肺癌細(xì)胞類型，并將它們的改性蛋白與正常的肺組織進(jìn)行了比較。為了理解大量的數(shù)據(jù)，我們使用了復(fù)雜的模式識(shí)別技術(shù)，包括機(jī)器學(xué)習(xí)算法，以及蛋白質(zhì)修飾的模式與蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，以定義肺癌細(xì)胞中的細(xì)胞信號(hào)通路。

細(xì)胞是一袋蛋白質(zhì)和DNA等其他成分組成。不同的成分被包含在細(xì)胞內(nèi)的隔膜被膜隔開(kāi)。把細(xì)胞想象成房子，里面的人是蛋白質(zhì)。不同的人群會(huì)在不同的地方花費(fèi)更多的時(shí)間，這取決于他們?cè)诜孔永锏墓ぷ鳌Ｔ诩?xì)胞中，蛋白質(zhì)通過(guò)附著磷酸鹽、甲基和乙酰基來(lái)相互修飾，這類似于人們將不同的氣球連接在一起。氣球會(huì)吸引特定的人聚集在一起，這取決于氣球是由哪個(gè)氣球攜帶的。這向吸引氣球持有者的人發(fā)送信號(hào)，讓他們?cè)诜孔觾?nèi)部活動(dòng)并參與一些活動(dòng)。舉個(gè)例子，有人遞給你一個(gè)紅色的氣球，然后你召集一群廚師到廚房去做一頓飯。

“我們可以代表人們?cè)诜孔永锘ハ嘟涣鞯姆绞健！痹谝荒甑臅r(shí)間里，房子里的大多數(shù)人都會(huì)和其他的人互動(dòng)，所以互動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)看起來(lái)就像一個(gè)毛球，并不是很有用。我們想要解開(kāi)這個(gè)毛球，從依靠誰(shuí)得到氣球的網(wǎng)絡(luò)中挑選路徑。這就是數(shù)學(xué)技巧和機(jī)器學(xué)習(xí)算法發(fā)揮作用的地方。這些模式識(shí)別技術(shù)幫助我們識(shí)別出不同的人群，他們得到不同的氣球——蛋白質(zhì)簇，并以相似的方式被改變。然后我們只關(guān)注那些群體之間的互動(dòng)。換句話說(shuō)，集群用于篩選交互。這個(gè)集群過(guò)濾的網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)簡(jiǎn)單得多的網(wǎng)絡(luò)，它告訴我們關(guān)于肺癌細(xì)胞的信號(hào)通路。

Grimes繼續(xù)說(shuō)，“為了進(jìn)一步類比，腫瘤就像一所房子，把自己變成一個(gè)大工廠，把社區(qū)的能源消耗在一個(gè)單一家庭住宅的居民區(qū)里。研究人員就像偵探一樣，在許多不同的工廠(腫瘤細(xì)胞類型)中，檢查人們同時(shí)持有三種不同類型的氣球。警探們利用這些信息來(lái)追蹤一間房屋違反社區(qū)規(guī)則時(shí)常見(jiàn)的溝通途徑。

Grimes說(shuō):“這個(gè)由俱樂(lè)部過(guò)濾的網(wǎng)絡(luò)識(shí)別出了壞人和他們的合作者，所以我們有一個(gè)更好的主意，他們應(yīng)該被執(zhí)法部門逮捕，以阻止房子在錯(cuò)誤的社區(qū)中擴(kuò)張�！薄皳Q句話說(shuō)，這項(xiàng)研究為我們提供了一個(gè)更好的想法，用藥物來(lái)鎖定不同類型的肺癌�！�