这一由俄勒冈健康与科学大学领导的发现得益于波特兰大学本科生多年的研究。
科学家发现了一种天然化合物,可以阻止某些癌症和脱髓鞘疾病进展中涉及的关键过程。脱髓鞘疾病会损害神经元周围的保护性髓鞘,例如多发性硬化症。
一项发表在《生物化学杂志》上的研究发现了一种植物来源的黄酮类化合物——硫黄素,作为与多发性硬化症和癌症都有关联的一种酶的抑制剂。这项在俄勒冈健康与科学大学的细胞模型中进行的实验表明,硫黄素有效地阻断了该酶的活性。下一阶段的研究将涉及在动物模型中测试该化合物,以评估其在治疗癌症和多发性硬化症等神经退行性疾病方面的治疗潜力、有效性和可能的副作用。
潜在广泛适用的治疗方法
“我们认为这是一种可能在许多不同领域产生影响的药物,”俄勒冈健康与科学大学俄勒冈国家灵长类动物研究中心神经科学系的Larry Sherman博士说。
研究人员发现,硫黄素以及一对在活细胞中测试的合成化合物,抑制了一种特定类型的透明质酸酶的活性,这种酶会自然降解透明质酸。这一点很重要,因为当透明质酸被分解成片段时,已知会通过至少两种方式引起问题:
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阻碍髓鞘修复:它阻止少突胶质细胞的成熟,而少突胶质细胞是产生髓鞘的细胞。髓鞘是覆盖每个神经细胞轴突的保护性鞘。髓鞘损伤与多发性硬化症、中风、脑损伤和某些形式的痴呆有关。此外,髓鞘形成的延迟会影响早产婴儿,导致脑损伤或脑瘫。
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允许癌细胞增殖:在癌性肿瘤中,透明质酸酶活性可以使癌细胞不受正常细胞死亡的控制而增殖。“现在我们有了一个可以真正阻止这种情况的抑制剂,”Sherman说。
新研究侧重于抑制一种特定类型的透明质酸酶,称为细胞迁移诱导和透明质酸结合蛋白。除了多发性硬化症和癌症,CEMIP还涉及一系列疾病,包括骨关节炎、皮肤感染、大量饮酒引起的脑损伤,以及可能包括阿尔茨海默病在内的其他神经发育障碍。研究表明,其活性似乎受到硫黄素的抑制。
花中的分子
这一发现是在合著者、波特兰大学长期任教、现已退休的化学教授Angela Hoffman博士的实验室中,经过多年的本科生艰苦筛选植物化合物后取得的。
“多年来,她的学生们一直在研磨这些花,提取分子,并测试是否有任何分子能阻断透明质酸酶的活性,”Sherman说。“终于,在几年前,他们发现了一种有希望的化合物。”
Sherman实验室的研究生Alec Peters发现,这种化合物在肿瘤细胞系和少突胶质细胞祖细胞中阻断了CEMIP的活性。少突胶质细胞产生髓鞘。
Hoffman是一名修女和化学教授,今年早些时候在波特兰大学工作35年后退休去领导她的修道院。她说,这项新发表的研究验证了学生们多年来的勤奋工作。
参考原文: Alec Peters, et al. “Distinct chemical structures inhibit the CEMIP hyaluronidase and promote oligodendrocyte progenitor cell maturation”. Journal of Biological Chemistry. 24 October 2024. DOI: 10.1016/j.jbc.2024.107916.