对付“癌症之王”,科学家提供抑制肿瘤生长的妙计
在眾多類型的癌癥中,胰腺癌顯得有些特殊。近年來,各種新療法讓很多癌癥患者的 5 年生存率有了極大的提高,然而胰腺癌患者確診后的平均生存時間還只有短短 6 個月。治療難、預后差,讓這種致命疾病有了“癌癥之王”的稱號。正因此如此,患者急需新的治療方法。
最近,科學家們找到了對付胰腺癌的一種新策略。美國哥倫比亞大學(Columbia University)歐文醫學中心和赫伯特歐文綜合癌癥中心的科研人員發現,一種原本用于治療罕見腎結石疾病的化合物,可以讓胰腺癌細胞“挨餓”,從而抑制腫瘤生長。這種化合物在模擬人類胰腺癌的小鼠身上已經取得了積極的結果,研究論文最近剛剛發表在頂尖學術期刊《科學》上。
胰腺癌的腫瘤細胞為何生存能力強?科學家們研究發現,大多數胰腺腫瘤中,細胞內的脂質過氧化物濃度很高。在這種條件下,正常細胞會死于一種被稱為“鐵中毒”的過程。然而蹊蹺的是,胰腺癌細胞在這一毒性條件下,卻能茁壯成長。
領銜這項研究的 Kenneth Olive 教授與同事們發現,原來胰腺癌細胞給自己生產了足夠的“解藥”來避免鐵中毒。胰腺癌細胞會大量輸入細胞外的一種氨基酸——半胱氨酸,依靠其代謝產物,來抵消過多的脂質過氧化物。
找到癌細胞給自己“解毒”的秘密后,科學家們見招拆招,有了一個新的策略。“既然胰腺癌的生存很依賴輸入細胞的半胱氨酸,我們猜測,專門針對這種氨基酸,或許有可能減慢腫瘤生長。”Oliver 教授說道。
切斷半胱氨酸供應的策略很快在小鼠上得到了檢驗。在模擬人類胰腺癌發展的小鼠模型上,研究人員用遺傳學手段把控制半胱氨酸輸入的基因敲除。果然,胰腺癌細胞無法生產“解藥”后,也會死于鐵中毒過程。小鼠體內的腫瘤停止生長,并且與對照組相比,中位生存時間翻了一番。
相比沒有處理的人類胰腺癌細胞(左),“吃”不到半胱氨酸的胰腺癌細胞(右)會出現損傷(綠色標識)而死亡(圖片來源:參考資料[2];Credit:Kenneth Olive, Columbia University Irving Medical Center)
接下來,研究人員沿著這條思路開始尋找合適的藥物。在德克薩斯大學西南醫學中心(University of Texas Southwestern Medical Center),那里的科學家們正在為治療胱氨酸尿癥開發新藥。胱氨酸尿癥是一種罕見的遺傳病,患者的尿液中含有大量半胱氨酸,導致腎結石和尿路結石。科研人員為此開發了一種半胱氨酸酶,作用就是分解半胱氨酸。
當研究人員給胰腺癌小鼠嘗試了這種正在臨床試驗的半胱氨酸酶后,實驗結果顯示,小鼠體內的腫瘤也能得到有效控制!
當然我們知道,從動物實驗到人類治療還有很長的路要走,這種針對鐵中毒的策略是不是對胰腺癌患者有效,以及與現有的其他療法(比如免疫療法)聯合起來是否可以發揮更好的抗癌效果,后續還需要很多工作來檢驗。“有了臨床上為治療胱氨酸尿癥而開發的半胱氨酸酶,我們可以很快地檢測這一想法。”研究人員表示。
科研人員強調,這種新的治療策略最令人期待的地方在于,半胱氨酸的損耗看來不會妨害健康的正常細胞。“有人也許會問,是不是身體里所有細胞對每一種氨基酸都有一樣的需求。但我們根據過去的研究發現,大多數正常細胞只需要非常少的半胱氨酸。”Oliver 教授解釋說,“而我們的目標就是,針對正常細胞和癌細胞之間的這種差異,開發出對癌細胞有毒、對身體其他部位無害的治療方法。”
參考資料
[1] Michael Badgley et al., (2020) Cysteine depletion induces pancreatic tumor ferroptosis in mice. Science. DOI: 10.1126/science.aaw9872
[2] Starving pancreatic cancer of cysteine may kill tumor cells. Retrieved Apr. 3, 2020, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-04/cuim-spc040220.php
總結
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