近日,來自伊利諾伊大學(xué)香檳分校和中國(guó)的研究中心組成的研究小組發(fā)明了一種新方法,標(biāo)記那些缺乏合適受體,難以進(jìn)行靶向治療的癌細(xì)胞。研究人員已經(jīng)在細(xì)胞和小鼠中測(cè)試了這種新方法,該方法可能對(duì)那些目前反應(yīng)較差的癌癥靶向治療,如三陰性乳腺癌提供新的治療方法。這一研究發(fā)表于2月13日的NatureChemicalBiology。
靶向癌癥治療是指特異性地針對(duì)涉及癌癥生長(zhǎng),發(fā)展和擴(kuò)散的分子的治療方式。它們屬于一個(gè)相對(duì)較新的領(lǐng)域,被稱為精準(zhǔn)醫(yī)療。靶向癌癥治療和傳統(tǒng)化療之間存在若干差異,其中最主要的差異就是大多數(shù)化療作用于所有快速分裂的細(xì)胞,其中也包括健康細(xì)胞。靶向癌癥治療旨在挑出癌細(xì)胞并避免健康細(xì)胞受到傷害。為了做到這一點(diǎn),研究人員必須找到能夠區(qū)分特定腫瘤細(xì)胞與健康細(xì)胞的特征,使得治療可以特異性地靶向作用于那些特征。
可以將癌細(xì)胞與健康細(xì)胞區(qū)分開的一個(gè)特征是細(xì)胞表面受體,這種表面受體突出在細(xì)胞外部,在細(xì)胞與其環(huán)境之間的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中扮演重要角色??茖W(xué)家可以設(shè)計(jì)出能夠特異性識(shí)別癌細(xì)胞上表面受體的抗體,并將治療藥物或者顯像劑送至目標(biāo)位置。
一些癌細(xì)胞缺乏合適的表面受體
然而,一些癌癥難以以這種方式區(qū)分,因?yàn)樗鼈內(nèi)狈线m的表面受體。其中一種癌癥就是三陰性乳腺癌。這種癌癥的腫瘤細(xì)胞缺乏已知驅(qū)動(dòng)大多數(shù)乳腺癌生長(zhǎng)的三種最常見的受體:雌激素受體,孕酮受體和人表皮生長(zhǎng)因子受體2(HER2),這使得這種侵襲性的癌癥難以治療,存活率較低。
既然這些癌細(xì)胞缺乏表面受體難以識(shí)別,那么我們是否可以人為地給它們“打上標(biāo)簽?zāi)?rdquo;?伊利諾伊材料科學(xué)與工程系、生物工程系教授JianjunCheng教授及其團(tuán)隊(duì)就想到這么一個(gè)方法——在這些癌細(xì)胞表面創(chuàng)造一個(gè)獨(dú)特的人工受體。
人工受體可以提高靶向治療特異性
Cheng教授及同事發(fā)現(xiàn)了一種將特定分子插入癌細(xì)胞的方法,從而使癌細(xì)胞代謝生成細(xì)胞表面受體,而不影響健康細(xì)胞。這些分子屬于一類被稱為疊氮化物的小分子糖。癌細(xì)胞代謝這些分子并在細(xì)胞表面表達(dá)它們,然后被另一種名為DBCO的分子特異性作用,正如Cheng教授解釋的:“它們就像鑰匙與鎖,特異性很高,DBCO和疊氮化物以高度的特異性相互反應(yīng)。我們稱之為點(diǎn)擊化學(xué)(Clickchemistry),其中一個(gè)關(guān)鍵問題是,如何把疊氮化物放在腫瘤細(xì)胞表面?”
如何只讓癌細(xì)胞貼上標(biāo)簽?
為了確保疊氮化物僅由癌細(xì)胞表達(dá),研究人員將一個(gè)化學(xué)基團(tuán)連接到疊氮化物上,只有癌細(xì)胞中的酶才可以將其移除。經(jīng)過修飾的疊氮化物僅存在于健康組織。但是,在腫瘤細(xì)胞中,酶可以消化掉連接在疊氮化物上的基團(tuán),并表達(dá)作為細(xì)胞表面受體的疊氮化物,使它們能夠特異性地結(jié)合DBCO,后者可以用于遞送癌癥藥物或顯像劑。
在驗(yàn)證該方法在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)細(xì)胞中起作用后,研究團(tuán)隊(duì)在具有三陰性乳腺癌,結(jié)腸癌和轉(zhuǎn)移性乳腺癌腫瘤的小鼠中也測(cè)試了這種方法,并且他們發(fā)現(xiàn)與其他類型的組織相比,腫瘤能夠表達(dá)非常強(qiáng)的信號(hào)。Cheng教授表示:“我們首次在體內(nèi)用小分子糖標(biāo)記并靶向作用腫瘤,并且我們使用癌細(xì)胞自身的內(nèi)部機(jī)制來實(shí)現(xiàn)這一過程。”