全新的抗癌思路,不是直接去杀癌细胞,而是把癌细胞里“自带”的细菌反过来当武器,直接切断肿瘤的能量供应通道。
最近有个挺新奇的抗癌思路,不是直接去杀癌细胞,而是切断它的“供电系统”。这个灵感来自于肿瘤里面自带的细菌。美国伊利诺伊大学芝加哥分校的研究团队,模仿肿瘤微环境里细菌的套路,搞出了一种实验性药物,专门破坏癌细胞的线粒体功能,从而抑制肿瘤生长。
在前列腺癌的实验模型里,这个新方法和常规放疗一起用,效果特别明显,肿瘤被压得死死的。研究的核心是一种人工合成的多肽,叫aurB,它本来是从一种细菌蛋白改造过来的。一旦进入癌细胞,就会去攻击线粒体——也就是细胞里负责造能量的“发电厂”。能量一断,癌细胞就很难再活下来或者继续扩增。相关研究已经发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上了。
项目的负责人是伊利诺伊大学芝加哥分校外科与生物医学工程系的副教授、也是伊利诺伊大学癌症中心成员的山田徹(Tohru Yamada)。他说,线粒体对细胞存活来说太关键了,很多癌细胞为了实现快速、侵略性的生长,会在线粒体的数量和活跃度上都做出很大改变,所以线粒体本身就是一个非常值得下手的治疗靶点。其实科学界早就知道肿瘤组织里有细菌存在,近年来大家开始系统性地挖掘这些微生物可能带来的抗癌分子资源。
再往前说,山田团队以前就发现过一类叫铜蓝蛋白(cupredoxin)的细菌蛋白,也有抑制肿瘤生长的能力。这类蛋白里含铜,能在蛋白之间转移电子。他们那时候也开发过一种多肽药物,在成人临床试验和儿童脑癌等多种研究里做过测试。但问题是,那个老药得靠一个叫p53的抑癌基因来发挥作用,而p53在不同癌症里经常突变,功能差异很大,导致药对有些人有效,对有些人就不行。所以团队就想换个方向,去找不依赖p53功能的全新抗癌分子。
这次他们瞄准了能直接作用于线粒体的细菌蛋白,最后找到了另一种铜蓝蛋白,走的就是线粒体这条路。在新研究里,科学家分析了乳腺癌患者的肿瘤样本,对里面的细菌做了测序,发现有一种细菌特别突出,因为它带了一种叫auracyanin的铜蓝蛋白,功能跟之前研究的那个很像。他们就拿这个蛋白做蓝本,设计出了新的多肽药物aurB。
在实验室的细胞测试里,aurB能进到肿瘤细胞的线粒体里,然后跟一个叫ATP合酶的关键酶结合,干扰ATP的生成——ATP就是细胞的主要能量货币。研究团队还在缺乏活性p53的细胞系里,以及已经对激素治疗没啥反应的前列腺癌小鼠模型里测试了aurB。结果发现,把aurB和标准的前列腺癌放疗方法一起用,既能明显压制肿瘤生长,也没看到啥明显的毒副作用。山田说,这个组合疗法明显增强了多肽的抗癌能力,在经典的胫骨骨转移模型里,肿瘤体积也缩得很明显,临床前的数据相当让人振奋。
目前团队已经在学校技术管理办公室的支持下,给aurB申请了专利,并且正在评估怎么把这个疗法推进到人体临床试验阶段。山田还在继续深挖细菌里的资源,想找到更多能转化成抗癌药物的候选分子。他觉得auracyanin只是这个“药物宝库”里的一小部分。他说,还有很多细菌蛋白都有潜力成为抗癌药物的来源,我们只是还没一个一个去试。
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