染色体数目异常,即非整倍体(aneuploidy),是癌症的重要标志。来自麻省理工学院和霍华德·休斯医学研究所的研究人员针对这一特征,找到了能特异性杀死非整倍体细胞的化合物,从而提出了一种治疗广谱癌症的新策略。这一研究成果发表在《Cell》杂志上,并被重点推荐,认为这项研究找到了癌症的“阿基里斯的脚踵”。
领导这一研究的是2010年新晋当选美国国家科学院院士的Angelika Amon教授。这位女科学家领导的研究组早在2008年的研究中就指出,具有额外染色体的哺乳动物细胞拥有一些共同特征,可被用来研发癌症治疗方法。
非整倍性是指哺乳动物细胞有时会具有过多的染色体,这会对机体造成损害,通常会导致出生缺陷或死亡。然而,几乎总是非整倍性的肿瘤细胞似乎因此获得了生长优势。此前,Amon教授研究组在2008年发表在《Science》杂志上的一篇文章中,首次在哺乳动物细胞中系统检测非整倍性的作用,指出具有额外染色体的哺乳动物细胞拥有一些共同特征,可被用来研发癌症治疗方法。
在最新这篇文章中,研究人员找到了能特异性杀死非整倍体细胞的化合物,提出了一种治疗广谱肿瘤的新策略。这些化合物包括:AICAR——一种能量胁迫诱导剂(energy stress-inducing agent),17-AAG——一种蛋白折叠抑制剂,以及氯喹(chloroquine)——一种自噬抑制剂。
其中,AICAR能穿透细胞膜,是AMPK的激活剂。AMPK是代谢调控的关键蛋白,当能量供应不足时,AMP/ATP比率上调,AMPK被激活,抑制合成代谢。AICAR可以激活AMPK,但不影响ATP、ADP和AMP的水平。在细胞或动物水平,AICAR通过激活AMPK促进骨骼肌非胰岛素依赖的葡萄糖摄入。
17-AAG是热休克蛋白90(Hsp90)抑制剂。之前的研究已经发现,这种化合物能低毒性、高选择性地抑制一些癌蛋白,用于癌症治疗。而氯喹这种治疗疟疾的特效药,近期也有研究证明可以用于癌症治疗。
非整倍体细胞对这些药物非常敏感。研究证明,AICAR能诱导小鼠原代胚胎成纤维细胞三倍体(染色体1、13、16或19)发生p53介导的细胞凋亡。AICAR和17-AAG单独施用或联合施用(效果更好),能有效对抗非整倍体人类癌细胞系。
这些研究表明,这些化合物能干扰非整倍体细胞存活所必需的某些途径,因此可以作为一种对抗人类广谱肿瘤的新型治疗方法。
(生物通:王蕾)