通过检查透明细胞肾细胞癌(ccRCC)中每个人类基因的表达，与正常肾细胞进行比较，佛罗里达州梅奥诊所校园的研究人员发现了基因特征，他们说，这些基因特征解释了这种常见且难以治疗的肾癌的大部分生物学原理。
在5月18日出版的《公共科学图书馆·综合》(PLoS ONE)杂志上，研究人员报告说，他们发现了:一组改变基因的ccRCC的生物通路特征，使这种独特的癌症具有“透明细胞”的外观;其他赋予癌症干细胞样特性的基因;以及一组在ccRCC中丢失的主基因，他们认为这些基因可能推动了癌症的最初发展。
“了解这些基因和它们调节的途径可以为如何治疗ccRCC提供有价值的见解，”该研究的第一作者、血液学家/肿瘤学家Han W. Tun医学博士说。
Tun博士说，这种癌症占所有肾癌的80%，通常对化疗和放疗都有抗药性。它只占美国所有癌症的3%，但却是癌症死亡的第六大原因。
“到目前为止，ccRCC在很大程度上是一个谜，但现在我们有了新的和令人兴奋的线索，似乎揭示了这种癌症的起源和发展，”高级研究员，癌症生物学家约翰科普兰博士说。
这个研究小组包括来自加尔维斯顿德克萨斯大学医学分部的科学家，他们使用了一种全面的全基因组基因表达分析来观察人类基因组中大约2.5万个基因的表达。这种基因芯片测量从基因中转录的信使RNA (mRNA)的数量，作为蛋白质生产过程的一部分。
他们使用该工具测量了从10名ccRCC患者的肾脏中取出的组织样本中每个基因的mRNA水平。手术时切除的肾脏既包含正常组织，也包含肿瘤组织，因此科学家比较了两者的基因表达，看看与正常细胞相比，癌症细胞中哪些基因表达过高或过低。
研究人员发现，有13729个基因在癌症中改变了表达——科普兰博士称这个数字“令人震惊，尤其是在试图开发新的治疗方法和了解肾癌的原因方面。”他们使用新颖的软件将这些基因分组成有意义的生物通路，这帮助他们发现了主控基因。这些主基因中的每一个都调控着数百个“下游”基因。
研究人员在从其他ccRCC患者身上切除的20个肾脏中证实了这些基因表达的发现。然后，他们从另一组50名ccRCC患者的肾脏中验证了蛋白质水平上的基因表达。为了提供生物学相关性，研究人员随后在培养基中培养了正常肾脏和ccRCC细胞并进行了实验
研究结果包括:
发现的前三种生物途径包括调节正常肾功能和我的基因ccRCC中代谢功能缺失。免疫通路基因也过表达。
基因ex减压信号响应脂肪形成是细胞内脂肪球的积累，这是ccRCC“清晰”外观的原因。利用一种新的细胞培养技术，他们将ccRCC细胞系转化为脂肪获取的“透明细胞”，模仿患者体内发生的情况。在与患者匹配的正常细胞中，不会产生脂肪。
四种发育变性的丧失criptio在ccRCC的所有因子基因中对正常肾脏发育很重要。其中一个基因GATA3通过反式控制许多基因criptio细胞生长、免疫功能和脂肪生成的Nal调节。它的缺失对乳腺癌的发展至关重要。这四个基因是已知的控制数百个其他基因。
这种ccRCC细胞表现得像干细胞——一种未分化的细胞，有能力变成体内任何类型的细胞。ccRCC，而不是正常的肾细胞，有能力经历脂肪生成细胞或骨生成细胞的发育，这取决于它们被放置在哪种实验室培养基中。
基因ex一个被称为上皮-间充质转化(EMT)的生物学过程，是侵袭性癌症和细胞增殖的一个特征。急救人员可能在对肾癌的发展很重要。
敦博士说，在ccRCC中发现的干细胞样特性可能解释了为什么这种癌症对治疗如此有抵抗力。他说，但这也表明，针对干细胞设计的新型药物可能为治疗这种癌症提供一种新的选择。
此外，该研究最大的惊喜之一是免疫基因在ccRCC细胞中表达，这可能是ccRCC是少数对免疫治疗有反应的癌症之一的原因，Tun博士说。其中一个基因，TLR2，可以帮助控制慢性炎症，这是疾病过程中不可或缺的一部分。因此，下调这些免疫基因可能是另一个好策略。
“基于这些发现，我们提出了ccRCC发展的癌症模型，”科普兰博士说。在发育过程中，肾脏起源于间充质，并通过包括间充质上皮转化(MET)在内的生物过程发育。在我们的模型中，正常的肾上皮细胞经历了正常肾功能的丧失(去分化)和EMT以及优先的脂肪生成分化。
“我们认为这些过程将正常的肾细胞转变为具有干细胞样品质的癌细胞。他说:“由于我们的样本来自早期ccRCC患者，因此EMT可能在肾癌发生中发挥重要作用。”
研究人员正在进行实验，他们从正常肾细胞中敲除这四个发育基因，以观察癌症是否会发展。他们还将这些相同的基因引入患者来源的ccRCC细胞系，以观察癌症的生长是否停止。
