攻克癌癥干細胞的新藥
日期:2016-01-27 08:55:54
所有腫瘤細胞都是一個單一的異常細胞的后代,但它們并非所有都一樣。只有少數(shù)保留原來細胞的能力,形成一個完整的腫瘤。這樣的癌癥干細胞可以遷移到其他組織,并成為致命的轉(zhuǎn)移瘤。所有的癌細胞都可以形成另一個腫瘤?還是只有挑選出來的癌癥干細胞可以生成新癌細胞?密歇根大學(xué)的一項研究發(fā)現(xiàn)答案為兩者皆是,他們將這一驚人發(fā)現(xiàn)發(fā)表在去年12月份的《PNAS》雜志。
要完全治愈病人的癌癥,關(guān)鍵是要找到并消滅所有這些細胞,因為逃脫的任何細胞都可能使腫瘤再生,并觸發(fā)它擴散至全身。去年,有幾項研究提出了對付癌癥干細胞的策略,例如,來自美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的一組研究人員報道稱,在紫土豆中發(fā)現(xiàn)的化合物,可能有助于殺死結(jié)腸癌干細胞,并限制癌癥的擴散。這項研究結(jié)果發(fā)表在2015年5月份的國際期刊《Journal of Nutritional Biochemistry》(土豆提取物殺死癌癥干細胞)。華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員更是找到了一些癌癥干細胞的致命弱點。他們在膠質(zhì)母細胞瘤中,發(fā)現(xiàn)了癌癥干細胞自我維持的關(guān)鍵因子。這項研究發(fā)表在2015年6月份的《Cell Reports》雜志上,人們可以在此基礎(chǔ)上控制癌細胞擴散。
最近,德國Max Delbrück分子醫(yī)學(xué)中心(MDC)Walter Birchmeier課題組的Liang Fang及其同事,與Berlin-Buch campus的同事合作,發(fā)現(xiàn)了一個分子,可打斷對某些類型癌癥干細胞生存至關(guān)重要的生化信號。這一研究成果發(fā)表在最近的《Cancer Research》雜志。
在他們的研究中,Liang及其同事們專注于細胞內(nèi)稱為Wnt信號通路的生化網(wǎng)絡(luò),Birchmeier的實驗室已經(jīng)對其研究了很多年。他們的一個發(fā)現(xiàn)是,某些類型的腫瘤干細胞需要通過這條途徑持續(xù)的刺激,以生存并維持使它們?nèi)绱宋kU的性能。該網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分稱為β-連環(huán)蛋白,對于把Wnt信號傳給促進癌細胞生存和繁殖的基因,發(fā)揮必不可少的作用。在健康的細胞中——沒有來自Wnt的信號,β-連環(huán)蛋白被破壞。
Birchmeier說:“當缺少信號時,β-連環(huán)蛋白被鎖在細胞核外部。它被連接到一個最終破壞它的蛋白質(zhì)復(fù)合物上。通常它需要這個“破壞復(fù)合物”釋放一個信號,然后它進入細胞核。”在那里,β-連環(huán)蛋白結(jié)合某些轉(zhuǎn)錄因子,如TCF4蛋白,并結(jié)合分子激活特定的靶基因。在沒有信號的癌癥中,有缺陷的細胞分子表現(xiàn)的就好像它們已經(jīng)收到了信號,并從復(fù)合物釋放β-連環(huán)蛋白。
科學(xué)家們認為,我們可能通過一種藥物阻斷β-連環(huán)蛋白和TCF4之間的相互作用,而阻止這一切發(fā)生。用組成藥物的小分子,通常很難破壞兩種蛋白之間的接觸。蛋白質(zhì)通常結(jié)合在它們表面的大面積,這意味著,一個相對較小的障礙不會阻止這種相互作用。其他β-連環(huán)蛋白結(jié)合伴侶就屬于這種情況。
但β-連環(huán)蛋白和TCF4之間的關(guān)鍵接觸點,似乎是很小的“熱點”,這表明,一種抑制劑可能會阻止它。Liang Fang求助于該校Screening Unit and Medicinal Chemistry研究組解決這個問題。該設(shè)備具有高通量的技術(shù)平臺和成千上萬的化學(xué)物質(zhì)“庫”,科學(xué)家用其來搜索抑制劑。通過篩選,研究人員找到了一個被稱為LF3的化合物,可非常強烈的抑制結(jié)合。
實驗表明,該化合物可剝?nèi)ツ[瘤干細胞對其生存至關(guān)重要的一些性能,研究人員下一步是確定它是否對活體動物腫瘤有任何影響??茖W(xué)家們轉(zhuǎn)向公司EPO來制備一系列小鼠,具有人結(jié)腸癌組織來源的腫瘤。該公司專門制備了來自個體腫瘤患者的小鼠模型,然后用一組已知的藥物測試動物,希望能找到一種藥物,能有效打擊特定癌癥。在這種情況下,即使注射了相對少量的濃縮癌細胞,所有的動物也發(fā)展出腫瘤。
然后,研究人員用LF3處理動物。Walter Birchmeier說:“我們觀察到腫瘤生長顯著減少。剩下的腫瘤似乎完全沒有癌癥干細胞——LF3似乎有力地觸發(fā)這些細胞分化為良性組織。同時,除了Wnt之外沒有信號系統(tǒng)受到干擾。所有這些因素,使得LF3有望進一步發(fā)展為一種先導(dǎo)化合物,用于治療依賴Wnt信號生長和存活的腫瘤。”
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