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癌症可以根除了,蛋白质疗法

时间:2019-11-09 20:24来源:医学科学
癌细胞的扩散正是导致大多数癌症患者死亡的罪魁祸首。目前,医务工作者们通常通过化疗抑制癌细胞的转移,但化疗本身的效果有限,且会带来强烈的副作用。而近日公布的一项研究

癌细胞的扩散正是导致大多数癌症患者死亡的罪魁祸首。目前,医务工作者们通常通过化疗抑制癌细胞的转移,但化疗本身的效果有限,且会带来强烈的副作用。而近日公布的一项研究成果或许在未来能够帮助癌症患者们减免化疗之苦。

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美国斯坦福大学医学院11月28日发布新闻公报称,该机构研究人员开发出一种可吸引关键致癌分子Gas6的“诱饵受体”,小鼠实验表明,其抑制胰腺癌和卵巢癌细胞生长的作用明显,有望成为一种新的癌症治疗手段。

我们都知道,癌症很狡猾,它们善于伪装自己,以便躲过免疫系统的侦查,从而在人体组织器官中增殖、扩散。为了激活免疫系统攻击癌细胞,科学家们想出了很多方法。现在,他们又提出了一招:利用细菌对抗癌症!

美国斯坦福大学的研究团队开发出一种蛋白质疗法,该疗法能够破坏癌细胞从肿瘤中分离的过程,防止癌细胞通过血液循环等途径在体内扩散。《自然·化学生物学》杂志刊登了斯坦福大学生物工程副教授珍妮佛·科克伦及其团队的这一成果。

撰稿:白小白,编辑:徐德文

胰腺癌和卵巢癌是致死率很高的癌症类型,很难在早期阶段被诊断出来,治疗手段也有限。传统放化疗效果不明显,一些新型药物,如抗生素和酪氨酸激酶抑制剂,虽有时可阻止肿瘤生长,却很难根除癌细胞,且毒副作用明显,不能大量使用。近年来,Axl/Gas6被许多研究人员视为新的治疗靶点。Axl是一种在细胞生长和迁移过程中起关键作用的表面受体,在许多恶性肿瘤中都有很高表达。Axl与其配体Gas6结合后,能够激活多条通路,参与肿瘤发生的多个过程。但由于Axl与Gas6的结合紧密,给治疗带来了很大难度。

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众多生物活动过程的进行要依靠蛋白质间的相互作用,而蛋白质之间的“分子开关”保证了各类特定活动的运转。当然,癌细胞也不例外。该团队找到了一种方法——通过Axl和Gas6两种蛋白质的协同作用抑制癌细胞的扩散。

癌症,是一个谈虎色变的话题。近年来,科学家一直努力着希望能够攻克癌症,彻底将其根除。但现实却是,一个又一个生命被癌症无情夺走,家人悲恸欲绝,医生却无能为力。

此次研究人员开发的“诱饵受体”名为MYD1-72,其对Gas6分子更具“亲和力”,绑定Gas6的效果比Axl好很多。小鼠实验表明,MYD1-72能有效吸引Gas6分子,阻止其激活Axl,从而抑制癌细胞的生长和迁移。

这是来自于韩国全南国立大学的研究团队近期在 Science 子刊《Science Translational Medicine》发表的成果。他们修改了一种胃肠炎致病性细菌,使其能够表达一种关键蛋白用于刺激免疫系统对抗肿瘤组织,并在小鼠体内证实该细菌确实能够促使肿瘤萎缩,且在第一时间内阻止癌转移。

Axl蛋白质会像毛发一般树立分布于癌细胞表面,等待接收Gas6蛋白的生物化学信号。当Gas6和Axl蛋白两两相接时,其产生的信号会使癌细胞脱离肿瘤组织,通过体内循环扩散转移到身体的其他部位,形成被称为转移结节的新肿瘤组织。

不过这种绝望可能已经时日无多了。最近,发表在《自然通讯》杂志上的一项研究,发现了抗击癌症的新技术,研究人员制造了一种“诱饵”分子,可以有效阻止癌细胞的生长扩散。

研究人员测试了这一“诱饵受体”对卵巢癌和胰腺癌的抑制效果。结果显示,单独使用MYD1-72,会使卵巢癌负荷降低95%;将其与阿霉素结合使用,大多数小鼠的卵巢癌几乎完全被消除。对于胰腺癌,单独使用MYD1-72并不会对小鼠肿瘤负荷产生什么效果,而与吉西他滨结合使用,小鼠的存活率则是未经治疗小鼠的三倍。阿霉素和吉西他滨都属于DNA损伤药物,常用于癌症治疗。

细菌抗癌疗法

肿瘤内部环境缺氧,且存在坏死阻止,是多数厌氧菌乐于驻扎的地方,例如沙门氏菌、梭状芽孢杆菌、李氏杆菌。所以如果这些细菌具备对抗癌症的能力,那么它们就能够 “就地正法”,直接杀死癌细胞的同时还能够调动免疫细胞进一步攻击癌症。

虽然大多数细菌抗癌都基于上述原理,但是该疗法实施起来却并不容易。首要的是安全问题,因为细菌本身对身体有害,患者接受治疗的同时需要注射抗生素。其次,即便疗效发挥到最佳,肿瘤复发的概率也很高。

有科学家将对抗癌症的细菌比喻成 “黑盒子”,虽然它们能够清楚肿瘤,却并不知道具体的分子机制。迄今为止,仅仅只有一种基于该原理的抗癌疗法获得 FDA 的批准,用于治疗膀胱癌,其余都处于研究中。

据物理学家组织网9月21日报道,为了阻止这一过程,研究小组利用基因操控技术制造了数百万条包含有不同Axl变体的DNA序列,并对其中近1000万种Axl变体进行了高效筛选,挑出能够紧密结合Gas6的变体。挑选出的Axl变体经实验调整后,进一步提高了与Gas6的结合率、延长了变体在血液中的保存时间,使二者的结合难以逆转,通过人工“定向进化”了一种无害的Axl蛋白“诱饵”。这种诱饵蛋白对Gas6的吸引能力高于天然的Axl蛋白,充分利用了蛋白质之间的亲和性,能抢先使癌细胞的Gas6蛋白失去功效,从而抑制癌细胞的扩散。

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研究人员表示,将“诱饵受体”和DNA损伤药物结合使用,会明显降低肿瘤负荷,有望成为一种新的癌症治疗手段。小鼠实验表明,这一手段对卵巢癌和胰腺癌的治疗效果明显,也很安全,但是否对其他类型癌症也有疗效,还有待进一步研究。

改造无害细菌,抑制癌症增殖和扩散

沙门氏菌是一种常见的食源性致病菌,是多数食物中毒的罪魁祸首。

2006 年,韩国全南国立大学的科学家们试图研发一种靶向创伤弧菌的疫苗。当他们以创伤弧菌为研究材料时,发现它们负责游动的鞭毛部位表达有一种蛋白质 FlaB,能够强烈激活免疫反应。所以,研究人员转向一种无害的鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium),并进行基因工程改造,使其能够表达 FlaB 蛋白质。

生物学家 Jung-Joon Min 和 Joon Haeng Rhee 带领团队对改造后的沙门氏菌进行检测,评估它们对癌症的影响。

他们以移植有人结肠癌组织的无菌小鼠为模型,将改造后的沙门氏菌注射到小鼠体内。3 天后,研究人员发现,这 20 只小鼠的结肠肿瘤组织中布满沙门氏菌。120 天后,其中 11 只小鼠体内已经检测不到肿瘤组织,并在试验阶段一直保持健康。而对照组小鼠(注射的沙门氏菌并未接受过基因改造,不表达 FlaB 蛋白)最终都死于癌症。

随后,研究人员将转移性结肠癌组织注入小鼠体内,并将它们分成 3 组:其中一组注射分泌 FlaB 蛋白的沙门氏菌;另一组注射未经改造的沙门氏菌;最后一组不接受任何细菌处理。27 天后,未处理以及经不分泌蛋白细菌处理的小鼠体内癌症都出现了几十个转移。但是,注射有改造沙门氏菌的 8 只小鼠最多只出现 4 处继发性肿瘤,甚至有个别小鼠肿瘤并未转移。

研究表明,FlaB 蛋白质能够抑制癌症扩散,而且它能够激活下游分子——TLR5,TLR5 负责升级免疫反应。下一步,研究人员将继续完善该技术,接来下的几年内,Min 和 Rhee 计划进行相关临床试验,以验证这一特殊细菌抗癌的安全性和有效性。

研究小组还与斯坦福癌症中心放射生物学项目负责人阿玛托·加西亚教授合作,将这种蛋白诱饵注入患有侵袭性乳腺癌和卵巢癌的实验小鼠的静脉中进行测试。结果发现,相比对照组,注射了蛋白诱饵的小鼠体内产生的癌细胞转移结节分别减少了78%和90%。

此前的研究已经表明,一种名叫RNA集合蛋白的蛋白质可谓恶意十足,在癌细胞扩散过程中起到了推波助澜的作用。事实上,RNA集合蛋白在所有细胞中都活性十足,但与癌细胞相遇后则显得更加精力旺盛,它们一旦与RNA分子结合,就像神经病遇上精神病,可以急剧加速癌细胞的生长,后果不堪设想。

加西亚认为,这种目前看来无副作用且有效的方法在未来将具有广阔的前景,可能会为攻克癌症开辟一条全新的途径。

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研究人员表示,这目前只是一个充满希望的初步成果。下一步还需要进行动物实验,以获得有关部门对人体临床试验的批准,最终验证该手段是否对人体有效。未来还需借助生物工艺制造可以运用于临床试验的高纯度Axl诱饵材料,从而使这项技术逐渐投入实际使用

以色列希伯来大学罗腾·卡尔尼(Rotem Karni)教授和他的团队一直致力于攻克癌症难题,他们开发出一种诱饵分子——寡核苷酸,这种“无菌”分子可以使用复杂的技巧,欺骗RNA结合蛋白,通过“骗婚”与它们“幸福”地结合在一起,从而让癌细胞中的天然RNA分子靠边稍息,在一边干瞪眼,进而失去活性郁郁寡欢而死,真的是为伊消得癌憔悴啊!

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卡尔尼教授的研究团队已开发出几种诱饵分子,可以抑制大脑和乳腺中胶质母细胞瘤及乳腺癌细胞的生长。

为了确定这种诱饵分子是否“骗婚”成功,研究人员将一定剂量的诱饵寡核苷酸分子,与癌细胞一起注入到实验小鼠体内。三周后,对小鼠大脑的解剖发现,与未注射诱饵分子的对照组相比,注射了诱饵分子的小鼠肿瘤要比对照组小得多,甚至一些小鼠脑内根本就没有肿瘤。

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插足他人婚姻是一种不道德的行为,不过这些寡核苷酸同学专业“骗婚”,通过牺牲自己一生幸福的代价,帮助你体内的正常细胞赶走恶贯满盈的癌细胞,怎么说也是一种高尚的行为,所以就不要责怪它们太多了。

卡尔尼教授认为,这次研发的技术是抗击癌症的一种新尝试。通过了解RNA结合蛋白的生物学功能,他们已成功地设计出抑制这些蛋白质的诱饵分子,并且更接近于制造实际的抗癌药物。

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目前对癌症的常规疗法是化疗——好坏通杀,结果是杀人一万,自损三千,最后把自己也损没来了。

另外一种疗法则是基因靶向药,只针对突变的基因瞄准射击,或许是目前最轻松的一种治疗方式了。然而基因靶向治疗也有它致命的短板,我们姑且不谈抗癌药的费用问题,就算是普通人可承担的费用,基因靶向药最终也无法逃脱耐药的宿命。

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卡尔尼团队的科学实验,成功开发出抑制RNA结合蛋白的诱饵寡核苷酸,目前测试已证实了对小鼠肿瘤的抑制作用。诱饵分子对人体的毒性还需要进一步的实验检测,但如果开发成功,未来癌症患者接受治疗时,将大大减少不良的副作用。这可能是一次重大突破,具有里程碑意义的尝试,是所有癌症患者的福音。

癌症已趋于年轻化,每年会有上百万人死于癌症。 科学家们正在急速与死神赛跑,希望卡尔尼团队的科学实验能早日用于临床试验,挽回患癌病人的生命,拯救更多家庭。

编辑:医学科学 本文来源:癌症可以根除了,蛋白质疗法

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