一直以來，科學家們在研究某個基因的功能時無非就只有兩種方法，要么就是敲除這個基因，或者下調(diào)其表達量，要么就是提高其表達量。在20世紀90年代發(fā)現(xiàn)的RNA干擾技術(shù)又給科學家們提供了一條新的研究基因功能的途徑，RNA干擾技術(shù)可以通過小RNA分子（small RNA molecule）與目標mRNA結(jié)合，并使其降解的方式，特異性地抑制某個基因的表達?？墒堑侥壳盀橹梗茖W家們也只是利用RNAi技術(shù)對體外培養(yǎng)的細胞進行過全基因組篩查研究，這種細胞層面的研究方法不能涉及生理狀態(tài)下細胞之間復雜的相互作用，可我們都知道，這些相互作用對于正常的組織行為，或者癌變等異常的病理改變才都是zui重要的。在本期《自然》（Nature）雜志的第185頁上，Beronja等人將向我們介紹*用RNAi技術(shù)進行的活體（小鼠胚胎）全基因組篩查研究工作，他們的目標是找出與非黑素瘤皮膚癌（non-melanoma skin cancer）形成有關(guān)的基因。

非黑素瘤皮膚癌是zui常見的腫瘤之一，是由皮膚外層的表皮細胞（epidermal cell）惡變而發(fā)生的一種疾病。在胚胎發(fā)育過程中，當進行到孕中期（mid-gestation）時，外胚層（ectoderm）的表面會逐漸發(fā)育成表皮，并慢慢成熟成為一種不通透的皮膚保護屏障，同時也會發(fā)育出毛囊（hair follicle）等皮膚附屬結(jié)構(gòu)。早期的非黑素瘤皮膚癌研究發(fā)現(xiàn)，Ras基因家族（Ras gene family）成員是非黑素瘤皮膚癌致病基因，但是由于技術(shù)的限制，不能在單細胞水平對Ras基因的活性進行研究，所以無法了解其它基因在非黑素瘤皮膚癌，以及其它腫瘤發(fā)病過程中起到的致病作用。

Beronja等人之前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種可以在發(fā)育表皮中進行RNAi操作的方法。他們的方法就是借助慢病毒載體（lentiviral vector）在小鼠胚胎外胚層表層細胞里表達shRNA（這種RNA在細胞內(nèi)表達之后會進一步被切割成RNAi分子）?，F(xiàn)在他們已經(jīng)將這項技術(shù)發(fā)展到可以對表皮細胞的全基因組（外顯子組）進行篩查，這主要歸功于他們有了一個針對小鼠細胞當中每一mRNA的shRNA文庫。由于發(fā)育中的表皮細胞是以一種非常“保守的（reproducible manner）”方式進行分裂增殖的，所以任何RNAi序列，只要它們能夠改變表皮細胞正常的增殖速度，那么就可以通過確定整個RNAi庫中這種RNAi序列數(shù)量（增加或者減少）的方法發(fā)現(xiàn)它們。所以Beronja等人進行了這種研究，他們對RNAi操作開始時和RNAi干擾9.5天之后的小鼠胚胎進行了比較，主要比較了細胞中shRNA的豐度，結(jié)果就發(fā)現(xiàn)了被抑制之后能夠促進細胞增殖，或者抑制細胞增殖的基因。

Beronja等人進行了兩次篩查，分別尋找了與細胞正常發(fā)育有關(guān)，以及與細胞癌變（通過誘導Hras1基因表達的方法促使細胞癌變）有關(guān)的基因。在這兩次篩查當中都發(fā)現(xiàn)了同一種基因，那就是β連環(huán)蛋白（β-catenin）編碼基因，但是該基因?qū)@兩種情況下的細胞增殖卻起到了截然相反的作用。之前的研究也發(fā)現(xiàn)，β連環(huán)蛋白與非黑素瘤皮膚癌的發(fā)生有關(guān)，也發(fā)現(xiàn)如果表皮細胞不表達這種蛋白，也能夠促使細胞增殖（hyperproliferation），Beronja等人的發(fā)現(xiàn)也符合前人的這些研究成果。

β連環(huán)蛋白是粘著連接（adherens junctions）的重要組成部分，所謂粘著連接是一個蛋白復合體，位于上皮組織細胞和內(nèi)皮組織細胞之間，所以β連環(huán)蛋白在細胞之間的粘附作用當中扮演了非常重要的角色。與此同時，β連環(huán)蛋白還是Lef1/Tcf轉(zhuǎn)錄因子家族成員一個非常重要的輔因子（cofactor），而Lef1/Tcf轉(zhuǎn)錄因子家族成員則正是Wnt信號通路的效應因子。由此可見，β連環(huán)蛋白對于多個非常重要的細胞基礎進程都起到了調(diào)控作用。如圖1所示，Beronja等人在篩查研究工作中發(fā)現(xiàn)，β連環(huán)蛋白對正常表皮細胞的生長起到了負向調(diào)控的作用。之后的體外試驗又發(fā)現(xiàn)這個負向調(diào)控作用是不依賴于Wnt信號通路的，而是與細胞之間的接觸抑制作用相關(guān)?？墒窃趯Ρ磉_了Hras基因的小鼠胚胎表皮細胞的篩查工作中卻發(fā)現(xiàn)β連環(huán)蛋白對這種細胞的生長起到了正向調(diào)控的促進作用，這種作用卻又與Wnt信號通路活性上調(diào)相關(guān)?？芍坝幸豁椦芯堪l(fā)現(xiàn)，在表皮細胞中表達抑制型的（inhibitory form）Lef1，阻斷Wnt信號通路之后對腫瘤的形成造不成明顯的影響。因此，我們還需要開展更多的研究，深入了解β連環(huán)蛋白以及Wnt信號通路對腫瘤的影響作用和意義。

 β連環(huán)蛋白與正常細胞和癌變細胞的關(guān)系。Beronja等人對正常的小鼠胚胎表皮細胞，和表達了Hras基因的小鼠胚胎表皮細胞進行了全基因組RNAi研究，發(fā)現(xiàn)β連環(huán)蛋白對于維持表達了Hras基因的小鼠胚胎表皮細胞異?；钴S的增殖非常重要，但他們同時也發(fā)現(xiàn)，抑制β連環(huán)蛋白的表達就能夠抑制細胞增殖。Beronja等人認為，這種作用可能與β連環(huán)蛋白在Wnt信號通路中的作用有關(guān)。可是對正常細胞的篩查卻發(fā)現(xiàn)抑制β連環(huán)蛋白的表達卻能夠促進正常表皮細胞的增殖。之后的試驗發(fā)現(xiàn)，這種作用與β連環(huán)蛋白在維持表皮細胞之間的粘著連接復合體（adherens-junction protein complexes）方面的作用有關(guān)，如果破壞了這種連接復合體，就會影響控制正常細胞生長的接觸抑制機制（contact-inhibition）

之前已經(jīng)有人發(fā)現(xiàn)β連環(huán)蛋白與多種惡性腫瘤疾病相關(guān)，但是Beronja等人這一次在表達了Hras1蛋白的異常增殖細胞當中還篩到了另外一個基因，那就是Mllt6基因。之前有人發(fā)現(xiàn)，Mllt6基因的染色體轉(zhuǎn)位（Chromosomal translocation）異常與混合型髓性白血?。╩ixed myeloid leukaemia）的發(fā)生有關(guān)。雖然Mllt6蛋白的確切功能現(xiàn)在還不清楚，但是我們已經(jīng)知道，該蛋白與Dot1a組蛋白甲基轉(zhuǎn)移復合體（Dot1a–histone methyltransferase protein complex）在胞內(nèi)的亞細胞定位有關(guān)，也能夠?qū)讉€特定的基因網(wǎng)絡（gene network）起到調(diào)控作用。與β連環(huán)蛋白一樣，Mllt6蛋白也是因為Ras基因突變而惡變的腫瘤細胞增殖所必需的因子之一。在Mllt6基因的啟動子上有多個Lef1/Tcf轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點，這說明β連環(huán)蛋白可以通過Wnt信號通路對Mllt6基因的表達起到調(diào)控作用，即Mllt6基因是β連環(huán)蛋白的下游靶標因子。不過我們還需要進行更進一步的研究，以確定β連環(huán)蛋白是否直接調(diào)控了Mllt6基因？是否這兩個因子就足以促使細胞過度增殖？或者Mllt6蛋白是否通過其它信號途徑發(fā)揮了促癌作用？這些問題都是非常重要的問題，因為這決定了開發(fā)靶向藥物所需要確定的作用靶點問題。

Beronja等人開展的這項嶄新的全面式研究給我們提供了大量的信息。他們研究獲得的大量信息為我們將來開展全面的計算機數(shù)據(jù)分析打下了堅實的物質(zhì)基礎。他們發(fā)現(xiàn)的某些基因可能還與表皮附屬器（epidermal appendage）的形成有關(guān)，而不僅僅是與細胞的增殖有關(guān)。以這一段胚胎發(fā)育時期的基因表達譜（gene-expression pattern）數(shù)據(jù)為基礎，對Beronja等人獲得的這些數(shù)據(jù)進行篩選也能夠有重要的發(fā)現(xiàn)，有助于建起里一個基因分類框架，看看哪些基因與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)（homeostasis）相關(guān)，哪些基因與發(fā)育相關(guān)，哪些基因又是能夠促進細胞生長的癌基因。除此之外，這些與Ras所誘導的細胞增殖作用相關(guān)的基因是所有細胞異常增殖的作用基礎嗎？不同的組織是否進化出各自不同的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)控制機制呢？這些都是非常值得研究的問題。