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大规模药物筛选出杀死癌症同时不伤害免疫细胞的极小分子

时间:2023-12-22 09:15来源:Medicalxpress 作者:泉水 点击: 104次

 

作者:Delthia Ricks,Medical Xpress

大规模药物搜索发现了可以杀死癌症同时不伤害免疫细胞的极小分子
N6F11 抑制人 PDAC 的生长。(A) PANC1 细胞用 DMSO 或 N6F11 (5 µM) 预处理 12 小时。(B) MiaPACA2 细胞用 DMSO 或 N6F11 (5 µM) 预处理 12 小时。(C) 随着时间的推移,N6F11 对 3D PANC1 肿瘤球体生长的影响。(D) 随着时间的增加,N6F11 对 3D MiaPACA2 肿瘤球体生长的影响。图片来源:科学转化医学(2023)。DOI:10.1126/scitranslmed.adg3049

科学家们发现了一种实验性小分子,可以诱导某种形式的细胞死亡,从而杀死多种癌症,同时增强免疫系统的力量,并使健康细胞完全毫发无伤。

对于生物学专业的学生来说,细胞死亡的三种主要形式是众所周知的,并且在本科生普通生物学课程中很早就教授过。它们是细胞凋亡,或 1 型细胞死亡;自噬,2型细胞死亡;和细胞坏死,或 3 型。相比之下,铁死亡是一种独特的细胞死亡形式,依赖于铁的积累和活性氧的产生,最终导致注定失败的细胞自毁。

转向不同形式的细胞死亡至关重要,因为当今大多数形式的癌症治疗通过酶依赖性细胞凋亡触发细胞死亡。不幸的是,人类癌症的一个关键特征是它们对治疗产生抵抗力的能力,并且许多肿瘤类型已经令人震惊地产生了对细胞凋亡的抵抗力,因此需要寻找一种不同的方法来杀死肿瘤细胞。

尽管铁死亡作为一种替代方案似乎很有趣,但它尚未准备好被用作治疗人类癌症的正式疗法。但它尚未准备好迎接黄金时段这一事实并不意味着它不会在不久的将来出现。

“我们希望这种方法需要进一步的临床前评估,以将其纳入肿瘤学装备中,”主要作者、德克萨斯州达拉斯市德克萨斯大学西南医学中心外科研究员李静波博士写道。李还隶属于中国长沙中南大学湘雅医院消化内科。

尽管铁死亡作为一种潜在的癌症治疗方法正在被积极探索,但其他研究人员正在研究其在各种不同疾病中的病理作用,这些疾病包括阿尔茨海默病、心血管疾病甚至各种形式的癌症。研究表明,铁死亡与这些病症的疾病过程密切相关。

在利用这种形式的细胞死亡作为治疗方法方面,世界各地的团队正在竞相克服许多难题,特别是所谓的铁死亡细胞死亡的“非选择性”活动。它不仅杀死癌细胞,还杀死直接微环境中的大量细胞,特别是三巨头:树突状细胞、T细胞和中性粒细胞,这似乎违背了铁死亡作为抗癌药物的承诺。

这意味着大多数能够诱导癌细胞铁死亡的化合物也可能对各种免疫细胞造成同样的命运,削弱免疫系统突袭致命肿瘤并发动战争的能力。

现在,Li 和来自三大洲的合作者团队已经确定了一种有前途的小分子,称为 N6F11,它不仅会引发铁死亡,还会选择性地引起谷胱甘肽过氧化物酶 4(也称为 GPX4)的降解,谷胱甘肽过氧化物酶 4 是一种臭名昭著的酶。铁死亡的阻断剂。

Li 及其同事进行了广泛的药物搜寻,筛选了大量化合物以找到 N6F11 及其独特的性质,他们表示,混合中的 N6F11 可以引发铁死亡,而 GPX4 不再能够阻止这种特殊的情况。消灭肿瘤导致的细胞死亡形式。更令人大开眼界的是,N6F11 降解了人类胰腺癌细胞、膀胱癌细胞、乳腺癌细胞和宫颈癌细胞中的 GPX4,而不影响免疫系统的重要三重奏:树突状细胞、T 细胞和中性粒细胞中的 GPX4。

Li 与纽约哥伦比亚大学、法国巴黎大学、达拉斯 UT 西南医学中心及其他地区的大型团队一起发现,N6F11 减缓了接种胰腺癌细胞的小鼠模型中活性肿瘤的生长。这些动物接受了治疗,没有出现严重的副作用——作者将这种效应与 N6F11 刺激 T 细胞的能力联系起来。

“脂质过氧化依赖性铁死亡已成为肿瘤治疗的新兴策略,”李补充道。“然而,目前的策略不仅选择性诱导恶性细胞中的铁死亡,而且同时引发免疫细胞中的铁死亡,这可能会损害抗肿瘤免疫,”

李在《科学转化医学》中解释说,通过使用In-Cell Western检测,结合大规模的药物筛选,团队能够识别并确认化合物N6F11作为铁死亡诱导剂。

“有效的抗肿瘤适应性免疫反应需要树突状细胞向 T 淋巴细胞呈递肿瘤相关抗原,”Li 继续说道。“树突状细胞抗癌反应的启动很大程度上取决于足够的免疫信号,特别是病原体相关的分子模式和损伤相关的分子模式。

“通过化疗、放疗或靶向治疗诱导免疫原性细胞死亡可以通过暴露和释放各种与损伤相关的分子模式来启动适应性免疫反应。

Li补充说:“然而,尚不清楚哪种类型的细胞死亡最能增强肿瘤细胞的免疫原性。”他指出,铁死亡细胞死亡取决于不受限制的脂质过氧化,而不是与细胞凋亡相关的酶促事件的级联。

“总之,我们发现了一种小分子 N6F11,它可以诱导恶性细胞而非免疫细胞中 GPX4 的选择性降解,”Li 总结道。“在小肿瘤中,N6F11 诱导的铁死亡[并]启动强大的抗肿瘤免疫系统。”


(责任编辑:泉水)
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