

癌症的克星,有时候就藏在癌症本身里面。
伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的研究团队,从乳腺癌患者的肿瘤样本中鉴定出一种细菌,提取其中一种名为金丝桃素(auracyanin)的蛋白,进而开发出一种合成短肽,命名为aurB。临床前实验显示,这种肽能够进入癌细胞内部,精准靶向线粒体,切断肿瘤的能量供给,在联合放疗的前列腺癌动物模型中,抑制效果尤为显著。
这项研究已发表于《信号转导与靶向治疗》,被视为肿瘤微环境研究领域的一次重要突破。
肿瘤里的细菌,不是入侵者,是灵感来源
过去,提到"肿瘤内存在细菌",大多数人的第一反应是这是一件坏事。但过去十年,科学界对肿瘤微环境的认识发生了根本性转变,研究人员逐渐意识到,寄居在肿瘤内部的细菌群落,是一个被严重忽视的生物宝库。
UIC外科与生物医学工程系副教授山田彻领导的团队,正是沿着这条路径深入的。他们此前已经发现了一种名为铜蓝蛋白的细菌蛋白,可以抑制肿瘤生长,并基于此开发出一种肽类药物,进入了包括成人临床试验和儿童脑癌研究在内的多项测试阶段。
但这条路有一个明显的瓶颈:疗效高度依赖p53基因的正常功能。
p53是人体内最重要的抑癌基因之一,被称为"基因组守护者",负责在DNA损伤时启动细胞修复或凋亡程序。然而,p53在癌症患者中的突变率极高,据估计约有50%的恶性肿瘤携带p53突变,且不同患者的突变形式各异。这意味着依赖p53的疗法,注定无法惠及相当大比例的患者。
山田的态度很直接:"我们想要一种不利用p53功能的抗癌药物。"于是团队重新出发,转向寻找绕过p53通路、直接作用于线粒体的细菌蛋白。
断掉癌细胞的"电源"
线粒体是细胞的能量工厂,负责生产ATP,也就是驱动几乎所有细胞活动的基本能量货币。对于快速增殖的癌细胞来说,线粒体的高效运转是其得以存活和扩张的关键支撑。
山田指出,许多癌细胞的线粒体数量和活性都经历了显著改变,以满足其异常旺盛的生长需求,这也使线粒体成为一个极具吸引力的治疗靶点,但长期以来,如何精准靶向线粒体同时不损伤正常细胞,是这一策略最大的技术挑战。
aurB给出了一个令人意外的解法。研究团队分析了乳腺癌肿瘤样本中的细菌种类,通过DNA测序找到了一种携带金丝桃素蛋白的细菌,这种含铜蛋白在功能上与铜蓝蛋白家族高度同源。据此,研究人员设计出aurB这一合成肽段,实验室数据显示,它能够进入癌细胞,定向与线粒体内膜上的ATP合酶结合,阻断ATP的生成,同时抑制细胞呼吸和糖酵解两条产能通路,从根本上断掉肿瘤细胞的"电源"。
尤为重要的是,整个过程不经过p53通路,这意味着aurB在p53突变的癌细胞中同样有效,覆盖了那些传统靶向疗法无法触及的患者群体。
在缺乏活性p53的多种癌细胞系中,aurB的抑制效果得到了确认。随后研究团队转向了激素治疗耐药性前列腺癌小鼠模型,这是临床上极为棘手的一类前列腺癌。当aurB与放射治疗联合使用时,肿瘤体积出现了显著缩减,且没有观察到明显的毒性反应。在胫骨骨转移模型中,联合疗法对肿瘤生长的抑制效果同样突出。
目前,UIC已就aurB申请了专利保护,研究团队正在积极寻求推进人体临床试验的合作机会。山田同时强调,aurB只是冰山一角,肿瘤微环境中还有无数未被探索的细菌蛋白,任何一种都可能成为下一个抗癌武器的来源。
肿瘤本身,或许正在为消灭自己提供答案。
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