染色质——这一生物学领域熟知的概念，或许能成为癌症治疗的关键突破口。科学家们证实，通过改变染色质的组装密度，可以阻止癌细胞的进化，避免耐药性的产生，从而增强现有抗癌疗法和药物的疗效。

这一全新的抗癌策略由西北大学麦考密克工程学院生物医学工程系的Vadim Backman教授团队完成。他们将抗癌焦点从传统的基因转向染色质，证实通过控制染色质结构，可以抑制癌细胞中与耐药性相关的基因表达，从而增强化疗、免疫疗法等治疗手段的有效性和持久性。

“如果基因是硬件，那么染色质就是软件。”Backman教授解释道，“诸如癌症之类的复杂疾病并不依赖于单个基因的改变，而是取决于成千上万个基因之间复杂的相互作用。通过靶向染色质，我们能够‘宏观’调控基因表达。”

在实验室中展现出巨大潜力后，该疗法目前正处于动物试验阶段。相关研究成果发表在《Nature Biomedical Engineering》期刊上。

1. 抗癌新策略的关键——染色质

染色质（chromatin）是一种由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是遗传物质载体在细胞分裂间期的一种形式。它与染色体在化学组成上并无差异，只是包装程度不同。

除了存储遗传物质，染色质还负责决定哪些基因表达或沉默。在癌变细胞中，染色质会通过表达与抗癌治疗相关的耐药性基因，从而助力癌症的扩增。“癌症能够克服包括免疫系统、放化疗等多重阻碍而顽强存活。”Backman解释道，“它们善于改变、适应、进化，从而应对多种危险状况。”

从DNA到染色质、染色体，遗传物质一步步组装过程（图片来源：维基百科）

2. “宏观抗癌”

Backman的目标并非发现新药物或治疗方案，而是阻止癌症的适应性行为，从而增强现有治疗策略的有效性。他们采用了一种“宏观基因组学”方法——通过改变染色质的包装密度，控制生物系统的整体行为。

这项研究利用了Backman实验室去年开发的成像技术——分波光谱（Partial Wave Spectroscopic，PWS）显微镜。借助PWS，研究人员可以观察活细胞中的染色质，并以前所未有的20-200纳米分辨率观察染色质内部结构——这是细胞癌变过程中染色质转变的关键区域。

结果显示，癌细胞中染色质的包装密度可以预测基因表达的变化——即使在化疗条件下，染色质包装密度越杂乱无序，癌细胞存活概率越大；而包装密度越保守有序，癌细胞死于癌症治疗的可能性越大。

“这项工作有助于确定细胞核内的物理环境如何同时影响许多基因的表达模式。”文章第一作者、Backman实验室的研究生Luay Almassalha表示，“这就像城市环境如何影响成千上万人的行为。我们证实，染色质的生化变化控制着基因组的集体行为。”

Vadim Backman教授（图片来源：Northwestern University）

3. 如何改变染色质？

Backman团队发现，可以通过改变细胞核内的电解质来控制染色质。为此，研究团队筛选了多种现有药物，寻找能够改变细胞核物理环境、从而调控染色质空间排列的化合物。

最终，他们找到两种已获批上市的免疫学制剂——塞来昔布（Celecoxib，治疗关节炎）和地高辛（Digoxin，治疗心脏病），它们具备预期的属性。研究人员将这些药物联合使用，对抗7种不同类型的癌细胞。

Backman将这一思路称为“染色质防护疗法”（Chromatin Protection Therapeutics，CPT）。通过PWS监测癌细胞，研究团队看到了“神奇的改变”——在两三天内，几乎所有癌细胞都死亡了。CPT化合物不会直接杀死细胞，而是负责重构染色质——这是癌细胞得以进化的致命弱点。

4. 除了癌症，还可治疗其他疾病

尽管这一治疗思路充满希望，但在真正造福癌症患者之前，仍需大量研究。“我们并不了解人体内部环境如何影响癌症行为，或会产生哪些不可预见的副作用。”Backman解释道。

研究团队认为，这一策略可应用于其他复杂疾病，例如阿尔茨海默病、动脉粥样硬化等。他们相信，通过控制染色质可以产生相反的效果——延长干细胞寿命或将正常体细胞转化为干细胞，从而修复大脑、脊髓损伤。虽然这一设想尚无实验数据支持，但已有研究结果展现了巨大潜力。