近些年來(lái),隨著研究的深入,科學(xué)家們?cè)诮沂景┌Y發(fā)生機(jī)制及耐藥的新型通路上取得了突破性的成果,同時(shí)科學(xué)家也開發(fā)出了多種抵御癌癥的新型療法及預(yù)防措施,比如我們所熟知的癌癥化療法、放療法,以及癌癥免疫療法等方法。 而如何靶向殺滅癌細(xì)胞呢?科學(xué)家們有著不同的方法。近日,發(fā)表在國(guó)際雜志Cancer Cell上的一項(xiàng)研究論文中,來(lái)自卑爾根大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種可以幫助癌細(xì)胞擴(kuò)散的特殊蛋白,那么科學(xué)家們就找到了癌細(xì)胞的致命要害,通過(guò)抑制這種特殊蛋白的活性或許就可以抑制癌癥擴(kuò)散,進(jìn)而殺滅癌細(xì)胞。 那么科學(xué)家們還有什么高大上的殺滅癌細(xì)胞的方法呢?請(qǐng)隨小編一一來(lái)學(xué)習(xí)。 【1】漂亮!新型納米材料定向爆破癌細(xì)胞
對(duì)于那些體內(nèi)已經(jīng)存在腫瘤的患者,一般會(huì)通過(guò)手術(shù)切除腫瘤。通常在術(shù)后,為了鞏固手術(shù)效果,醫(yī)生還會(huì)根據(jù)患者的情況為患者安排化療或者放療。但是這種療法對(duì)人體來(lái)說(shuō)會(huì)有很大的毒副作用,比較常見的會(huì)有脫發(fā)、惡心嘔吐、食欲不振和白細(xì)胞或血小板減少等等,讓患者痛不欲生。 美國(guó)德州的萊斯大學(xué)(Rice University)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)決定使用納米金屬粒子來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 研究人員首先利用細(xì)胞免疫療法的原理,找到癌細(xì)胞表面的特殊標(biāo)志物,然后找到相對(duì)應(yīng)的免疫蛋白抗體,將其結(jié)合到納米金屬顆粒上,這樣的納米金屬顆粒就像長(zhǎng)了眼睛一樣,專挑癌細(xì)胞表面聚集。 由于第一步的精巧設(shè)計(jì),大量的納米金屬顆粒會(huì)成簇的聚集在癌細(xì)胞表面,然后被癌細(xì)胞成簇的吞下,而健康細(xì)胞里面幾乎沒(méi)有納米金屬顆粒。所以這回只需要使用超短波紅外線脈沖即可加熱納米金屬顆粒“燙死”癌細(xì)胞了。然而,沒(méi)想到的是,Lapotko團(tuán)隊(duì)的這一設(shè)計(jì)讓他們收獲了意外的驚喜。這回癌細(xì)胞不是被“燙死”的,是被“炸死”的!癌細(xì)胞被精準(zhǔn)爆破。 (上)橙黃色的納米金屬顆粒帶著綠色的抗體蛋白穿梭于血管和腫瘤組織中;(下)大量長(zhǎng)了“眼睛”的納米金屬顆粒聚集在左邊的癌細(xì)胞表面,也有少量“眼瞎”的聚集在右邊的健康細(xì)胞表面(Lukianova-Hleb EY,2016,Nat Nano) 【2】阿喀琉斯之踵-GPS定位癌細(xì)胞 倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種尋找癌細(xì)胞的新方法:人體可以尋找腫瘤中的特殊標(biāo)記來(lái)確定腫瘤的位置。它有一個(gè)神奇的名字——“阿喀琉斯之踵”。 以前,科學(xué)家們?cè)噲D用相同的原理引導(dǎo)免疫系統(tǒng),來(lái)消滅惡性腫瘤,但是這些療法不太管用,并且讓人體的防御機(jī)制走向了錯(cuò)誤的方向。 癌細(xì)胞的不同是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的部分原因。 實(shí)際上,癌細(xì)胞經(jīng)過(guò)了極端的突變。這種情況就像是樹的“主干”發(fā)生了變異,在接下來(lái)的細(xì)胞復(fù)制中又產(chǎn)生了不同的變異,這就是癌細(xì)胞的異質(zhì)性。針對(duì)這一現(xiàn)象,新的研究發(fā)現(xiàn)了一種尋找“主干”變異的方法,它可以改變抗原,即癌細(xì)胞表面嵌入的蛋白質(zhì)。 定位主干變異細(xì)胞有兩種方法。 第一種方法是為每個(gè)病人開發(fā)癌癥疫苗,訓(xùn)練免疫系統(tǒng)定位癌細(xì)胞。 第二種方法是”釣出“已經(jīng)可以定位變異細(xì)胞的免疫細(xì)胞,在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)增殖,然后再放回病人的體內(nèi)。 癌癥研究院的馬爾科 格林杰博士(Marco Gerlinger)說(shuō)這項(xiàng)工作非常有趣,但是它的實(shí)際運(yùn)作情況還有待考證?!?/p> 【3】32歲科學(xué)家發(fā)明血液癌細(xì)胞透析技術(shù),真是神了! 今年《麻省理工學(xué)院技術(shù)評(píng)論》評(píng)選出的亞洲35位35歲以下科技創(chuàng)新精英(TR35)中,有一位叫Majid Ebrahimi Warkiani獲獎(jiǎng)?wù)?,他研發(fā)的新技術(shù)將為癌癥的診斷和治療帶來(lái)新的希望。 Warkiani今年32歲,目前是澳大利亞世界頂尖研究型學(xué)府新南威爾士大學(xué)(UNSW)的助理教授,他還是UNSW納米醫(yī)學(xué)中心的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。 Warkiani的新技術(shù)叫“透析癌癥”(dialysis for cancer),利用這一技術(shù)不僅可以發(fā)現(xiàn)早期的癌癥,評(píng)價(jià)癌癥的治療效果,以及對(duì)癌癥的發(fā)展做出判斷(即所謂的預(yù)后);更重要的是,這項(xiàng)技術(shù)還有治療的作用。這種治療方法簡(jiǎn)單易懂,就是直接濾掉血液中的癌細(xì)胞,延緩甚至阻止癌癥的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。 一直以來(lái),癌癥死亡率居高不下的最主要原因就是癌癥的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。當(dāng)癌組織成長(zhǎng)到一定的程度時(shí),癌細(xì)胞會(huì)進(jìn)入癌組織中的血管,成為循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs),這些CTC在尋找到合適的新居所之后,便進(jìn)入該組織定居。這就是為什么很多人最開始得的是胃癌,最后變成肝癌、肺癌、骨癌,甚至腦癌。實(shí)際上目前的放化療手段也僅僅是將體內(nèi)的癌細(xì)胞控制在一個(gè)較低的水平,并不能徹底清除體內(nèi)的癌細(xì)胞。而據(jù)Warkiani介紹,“透析癌癥”技術(shù)可以除掉血液中95%的癌細(xì)胞。表明該技術(shù)在提高癌癥治療質(zhì)量,抑制癌癥轉(zhuǎn)移方面有巨大應(yīng)用價(jià)值。 【4】JRO:自殺式基因療法殺死前列腺癌細(xì)胞
來(lái)自美國(guó)休斯頓衛(wèi)理公會(huì)醫(yī)院的研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)長(zhǎng)期臨床研究,研究結(jié)果表明放射治療結(jié)合'自殺基因治療'技術(shù)可以為前列腺癌病人提供安全有效的治療。'自殺式基因治療'技術(shù)通過(guò)對(duì)前列腺癌細(xì)胞進(jìn)行基因修飾使得癌細(xì)胞向病人免疫系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)實(shí)現(xiàn)'自殺'過(guò)程。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Radiation Oncology上。 文章作者E. Brian Butler說(shuō)道:'我們使用腺病毒攜帶能夠產(chǎn)生胸苷激酶(TK)的皰疹病毒基因,直接靶向到腫瘤細(xì)胞,一旦基因完成導(dǎo)入就會(huì)開始合成TK,在此之后,我們給病人服用一種常用的抗皰疹藥物--伐昔洛韋,這樣就能夠攻擊皰疹病毒DNA,使合成TK的腫瘤細(xì)胞發(fā)生自我摧毀,所以我們把這項(xiàng)技術(shù)稱作'自殺式基因療法'。'
Butler表示,一旦伐昔洛韋開始攻擊腫瘤細(xì)胞,它就會(huì)喚起病人的免疫系統(tǒng),對(duì)癌細(xì)胞發(fā)起總攻。 根據(jù)這項(xiàng)研究的結(jié)果,將基因療法與放射治療結(jié)合使用,無(wú)論是否進(jìn)行激素治療,都非常具有應(yīng)用前景。除此之外,使用聯(lián)合治療方法的病人各項(xiàng)參數(shù)均好于單獨(dú)使用放射治療的病人,研究人員表示,大部分參與研究的病人基本沒(méi)有出現(xiàn)副作用,目前III期臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行,在得到FDA批準(zhǔn)之前仍然需要對(duì)該方法的安全性和有效性進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)估。 【5】新研究用熱激活“手榴彈”定點(diǎn)摧毀癌細(xì)胞
來(lái)自曼徹斯特大學(xué)的研究人員之前開發(fā)出小的膜泡樣脂質(zhì)體可以用來(lái)裝載癌癥治療藥物并將藥物轉(zhuǎn)運(yùn)到癌細(xì)胞內(nèi),但是與其他治療方法所面臨的問(wèn)題相同,如何將脂質(zhì)體直接導(dǎo)向到腫瘤進(jìn)行藥物投遞同時(shí)不影響健康組織是這一技術(shù)所面臨的重要挑戰(zhàn)。
最近這兩項(xiàng)新研究表明在脂質(zhì)體上裝備熱激活觸發(fā)元件能夠部分解決上述問(wèn)題。研究人員在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)小鼠模型體內(nèi)的腫瘤進(jìn)行輕微加熱,通過(guò)這種方式拉開了'手榴彈'的拉環(huán),實(shí)現(xiàn)了對(duì)癌細(xì)胞殺傷藥物的釋放并達(dá)到靶向癌細(xì)胞的目的。 Kostas Kostarelos教授指出,他們將熱觸發(fā)溫度設(shè)為42攝氏度,比正常體溫高幾度。雖然這項(xiàng)工作目前只在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)得到驗(yàn)證,但研究人員表示目前已經(jīng)有一些可以根據(jù)不同的腫瘤類型對(duì)病人體內(nèi)的癌細(xì)胞進(jìn)行加熱的方式,并且其中一些方法已經(jīng)得到了臨床應(yīng)用。 【6】Molecular cell:切斷癌細(xì)胞備用能源 “餓”死癌細(xì)胞
癌細(xì)胞的代謝過(guò)程與正常細(xì)胞有很大不同。細(xì)胞的快速增殖意味著癌細(xì)胞對(duì)能量的需求會(huì)顯著增加,而葡萄糖是癌細(xì)胞的主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,它們對(duì)葡萄糖的利用速率是正常細(xì)胞的幾十倍甚至幾百倍。但當(dāng)葡萄糖變得缺乏,癌細(xì)胞就必須轉(zhuǎn)而使用備用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以維持細(xì)胞生長(zhǎng)和存活。 科學(xué)家們對(duì)葡萄糖供應(yīng)減少情況下非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的應(yīng)答情況進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)一些肺癌細(xì)胞會(huì)在葡萄糖缺乏情況下轉(zhuǎn)變它們對(duì)'食物'的偏好,轉(zhuǎn)而使用谷氨酰胺。 研究人員發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞會(huì)通過(guò)一種叫做PEPCK的酶對(duì)癌細(xì)胞代謝進(jìn)行重編程。他們發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞會(huì)表達(dá)PEPCK,幫助它們將谷氨酰胺轉(zhuǎn)變成能量以及各種生物合成過(guò)程所需的原料以維持細(xì)胞生長(zhǎng)。通過(guò)這一改變,癌細(xì)胞不僅能夠保持存活,還可以在饑餓情況下繼續(xù)保持增殖。 這種出色的靈活性可能也是癌癥如此致命的一個(gè)重要原因,但研究人員同時(shí)表示這也為找尋新的癌癥治療方法提供了希望。 【7】Nat Commun:微型植入物成功捕獲癌細(xì)胞
細(xì)胞會(huì)隨著原始的腫瘤位點(diǎn)而移動(dòng)進(jìn)而侵襲其它器官,癌細(xì)胞的這一過(guò)程被稱之為癌癥轉(zhuǎn)移,癌癥轉(zhuǎn)移往往是在患者晚期階段被發(fā)現(xiàn),從而導(dǎo)致患者死亡。 而在血液中對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)的早期檢測(cè)或可幫助加速癌癥的診斷及療法的開發(fā);但游動(dòng)的癌細(xì)胞會(huì)以很小的數(shù)量在機(jī)體中“旅游”,而且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)在其找到新的侵襲位點(diǎn)之前其非常難以發(fā)現(xiàn)。 研究者開發(fā)了一種大約0.5厘米寬的生物可降解的圓盤,并且對(duì)每個(gè)小鼠進(jìn)行植入。這種植入物會(huì)利用免疫細(xì)胞作為誘餌,同時(shí)它還包含有一種掃描儀可以檢測(cè)到捕獲的癌細(xì)胞的存在。 研究者指出,這種結(jié)合系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)移性疾病的檢測(cè),而且可以在癌癥擴(kuò)散之前對(duì)患者疾病進(jìn)行檢測(cè),從而就可以幫助患者制定出有效的治療策略來(lái)遏制疾病發(fā)展,延長(zhǎng)患者生命。隨后植入物就可以對(duì)捕獲的轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞進(jìn)行分析,以幫助制定最優(yōu)的療法。 【8】Cancer Cell:治療新潛力藥物—讓癌細(xì)胞“得瑟”而死
癌細(xì)胞的分裂繁殖速度已經(jīng)超乎正常,那如果給點(diǎn)刺激,讓癌癥細(xì)胞長(zhǎng)得再快點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)什么情況?——答案是會(huì)“得瑟”而死。 腫瘤細(xì)胞需要獲得癌基因突變,以支持它們的生長(zhǎng)和生存。大量的研究都集中在識(shí)別致癌基因,作為癌癥藥物靶標(biāo)。致癌基因中,類固醇受體共激活因子(SRC)家族成員尤其具有作為治療靶標(biāo)的希望,因?yàn)檫@些蛋白質(zhì)坐落在使癌細(xì)胞快速增長(zhǎng)、擴(kuò)散、并獲得耐藥性的關(guān)鍵信號(hào)傳導(dǎo)途徑中。在之前的研究中,Lonard和另一位同事Bert O'Malley通過(guò)篩選大量的化合物,在動(dòng)物模型中確定了一種SRC抑制分子,能殺死多種癌細(xì)胞,抑制腫瘤生長(zhǎng)。這些化合物是類似于常規(guī)的抑制癌基因的藥物。但是,他們有一個(gè)違反直覺(jué)的想法:如果他們能破壞關(guān)鍵信號(hào)通路,過(guò)度刺激SRC,會(huì)不會(huì)殺死癌細(xì)胞?畢竟癌細(xì)胞在很大程度上依賴SRC精細(xì)調(diào)節(jié)各種細(xì)胞活動(dòng),所以SRC刺激可能與SRC抑制在擾亂癌細(xì)胞信號(hào)活性的平衡一樣有效。 圖:左為對(duì)照組癌細(xì)胞,右為經(jīng)MCB-613處理的癌細(xì)胞 為了驗(yàn)證這個(gè)想法,他們篩選成千上萬(wàn)的化合物,以確定一個(gè)有效的SRC激活物——被稱為MCB-613。MCB-613能殺死人乳腺癌、前列腺癌、肺癌和肝癌細(xì)胞,同時(shí)保留正常細(xì)胞。當(dāng)研究人員向13只乳腺癌小鼠注射MCB-613后,這個(gè)化合物幾乎完全消除了腫瘤的生長(zhǎng),同時(shí)沒(méi)有引起毒性,而對(duì)照組的14只小鼠腫瘤在7周內(nèi)長(zhǎng)到了原來(lái)的3倍以上大小。 那具體的工作機(jī)制是什么?MCB-613使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的未折疊蛋白質(zhì)大量堆積。因?yàn)橐С旨?xì)胞迅速繁殖,癌細(xì)胞必須合成大量的蛋白質(zhì),使負(fù)責(zé)折疊蛋白的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)承受沉重的工作量。當(dāng)過(guò)度刺激SRC后,給已經(jīng)達(dá)到最大工作量的ER再添額外負(fù)擔(dān),造成了大量未折疊蛋白的積累,觸發(fā)細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致毒性分子活性氧的增多。 【9】Adv Mat:納米微球高效高劑量狙殺癌細(xì)胞
來(lái)自加尼弗尼亞大學(xué)的研究人員通過(guò)研究開發(fā)了一種新型的納米粒子,其可以在一類特殊蛋白存在的情況下釋放藥物發(fā)揮作用,而特殊蛋白則可以驅(qū)動(dòng)癌癥發(fā)生轉(zhuǎn)移;文章中研究者開發(fā)了一種藥物運(yùn)輸系統(tǒng),其可以有效抑制癌癥的發(fā)展。 研究者Cassandra Callmann說(shuō)道,我們以一種小型分子為基礎(chǔ)構(gòu)建了納米尺度的載體,其可以找到腫瘤并且釋放所裝載的藥物;而這種藥物運(yùn)輸系統(tǒng)可以利用一種名為基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的特殊酶類蛋白,這種特殊的酶類蛋白在多種癌癥中都非常豐富,MMPs可以“撕裂”細(xì)胞膜,使得癌細(xì)胞可以逃脫而進(jìn)入機(jī)體其他部位引發(fā)癌癥轉(zhuǎn)移。 研究者開發(fā)了一種小型的裝載抗癌藥物紫杉酚的微型球狀結(jié)構(gòu),并且覆蓋以肽類外殼,MMPs可以撕開外殼釋放其中所裝載的藥物,外殼碎片可以形成一種漏網(wǎng),其就可以包裹藥物使其對(duì)腫瘤進(jìn)行穩(wěn)定地作用。研究者表示,這項(xiàng)研究對(duì)于后期開發(fā)癌癥診斷以及治療的新型策略非常重要,為了將藥物包裹如微型球體結(jié)構(gòu)中,研究者進(jìn)行了一定的化學(xué)處理,事實(shí)證明一系列原子對(duì)于藥物分子的作用效力非常必要,而這也意味著癌癥藥物在達(dá)到腫瘤之前,在其流經(jīng)的循環(huán)系統(tǒng)中是處于失活狀態(tài)的,這也就避免了藥物副作用的發(fā)生。 【10】ACSBSE:化療藥物包被或可增強(qiáng)納米顆粒殺滅癌細(xì)胞的效力
文章中研究者將水凝膠沉積于作用腫瘤的納米殼上,并且以化療藥物涂層覆蓋,Jennifer West教授說(shuō)道,我們的思路是將破壞腫瘤的熱療法同局部藥物運(yùn)輸相結(jié)合,這種組合拳或是最有效的癌癥治療手段,研究表明許多化療藥物都可以有效作用于發(fā)熱的組織上,因此將上述兩種方法結(jié)合或許存在一定的可能性。 目前光熱療法已經(jīng)應(yīng)用于臨床試驗(yàn)中進(jìn)行多種癌癥的治療,納米殼可以吸收近紅外線,近紅外線就可以無(wú)損傷性地穿過(guò)水和組織,然而納米殼可以快速加熱足以殺滅細(xì)胞,但其僅會(huì)在光照射的地方才會(huì)發(fā)揮作用。除了精準(zhǔn)地靶向作用機(jī)體的特殊部位外,這種療法還會(huì)促進(jìn)納米殼在腫瘤內(nèi)部積累發(fā)揮作用。 這項(xiàng)研究中,研究人員用特殊的化療藥物覆蓋納米殼,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室條件下將其運(yùn)輸至腫瘤細(xì)胞中,隨后療法就會(huì)按照計(jì)劃開始發(fā)揮作用,即納米殼開始加熱,在釋放藥物的同時(shí)破壞大多數(shù)的癌細(xì)胞;當(dāng)然完全清除所有的癌變細(xì)胞非常重要,因?yàn)槿魏螁我话┘?xì)胞的逃脫都有可能引發(fā)致死性的癌轉(zhuǎn)移。 下一步研究者將利用活體動(dòng)物來(lái)進(jìn)行新型療法的試驗(yàn),當(dāng)然研究者有信心在不久的將來(lái)進(jìn)行人類臨床試驗(yàn)。 生物醫(yī)藥一站式平臺(tái),請(qǐng)下載生物谷APP |
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