近日,來(lái)自伊利諾伊大學(xué)香檳分校和中國的研究中心組成的研究小組發(fā)明了一種新方法,標記那些缺乏合適受體,難以進(jìn)行靶向治療的癌細胞。研究人員已經(jīng)在細胞和小鼠中測試了這種新方法,該方法可能對那些目前反應較差的癌癥靶向治療,如三陰性乳腺癌提供新的治療方法。這一研究發(fā)表于2月13日的NatureChemicalBiology。
靶向癌癥治療是指特異性地針對涉及癌癥生長(cháng),發(fā)展和擴散的分子的治療方式。它們屬于一個(gè)相對較新的領(lǐng)域,被稱(chēng)為精準醫療。靶向癌癥治療和傳統化療之間存在若干差異,其中最主要的差異就是大多數化療作用于所有快速分裂的細胞,其中也包括健康細胞。靶向癌癥治療旨在挑出癌細胞并避免健康細胞受到傷害。為了做到這一點(diǎn),研究人員必須找到能夠區分特定腫瘤細胞與健康細胞的特征,使得治療可以特異性地靶向作用于那些特征。
可以將癌細胞與健康細胞區分開(kāi)的一個(gè)特征是細胞表面受體,這種表面受體突出在細胞外部,在細胞與其環(huán)境之間的信號轉導過(guò)程中扮演重要角色??茖W(xué)家可以設計出能夠特異性識別癌細胞上表面受體的抗體,并將治療藥物或者顯像劑送至目標位置。
一些癌細胞缺乏合適的表面受體
然而,一些癌癥難以以這種方式區分,因為它們缺乏合適的表面受體。其中一種癌癥就是三陰性乳腺癌。這種癌癥的腫瘤細胞缺乏已知驅動(dòng)大多數乳腺癌生長(cháng)的三種最常見(jiàn)的受體:雌激素受體,孕酮受體和人表皮生長(cháng)因子受體2(HER2),這使得這種侵襲性的癌癥難以治療,存活率較低。
既然這些癌細胞缺乏表面受體難以識別,那么我們是否可以人為地給它們“打上標簽呢”?伊利諾伊材料科學(xué)與工程系、生物工程系教授JianjunCheng教授及其團隊就想到這么一個(gè)方法——在這些癌細胞表面創(chuàng )造一個(gè)獨特的人工受體。
人工受體可以提高靶向治療特異性
Cheng教授及同事發(fā)現了一種將特定分子插入癌細胞的方法,從而使癌細胞代謝生成細胞表面受體,而不影響健康細胞。這些分子屬于一類(lèi)被稱(chēng)為疊氮化物的小分子糖。癌細胞代謝這些分子并在細胞表面表達它們,然后被另一種名為DBCO的分子特異性作用,正如Cheng教授解釋的:“它們就像鑰匙與鎖,特異性很高,DBCO和疊氮化物以高度的特異性相互反應。我們稱(chēng)之為點(diǎn)擊化學(xué)(Clickchemistry),其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是,如何把疊氮化物放在腫瘤細胞表面?”
如何只讓癌細胞貼上標簽?
為了確保疊氮化物僅由癌細胞表達,研究人員將一個(gè)化學(xué)基團連接到疊氮化物上,只有癌細胞中的酶才可以將其移除。經(jīng)過(guò)修飾的疊氮化物僅存在于健康組織。但是,在腫瘤細胞中,酶可以消化掉連接在疊氮化物上的基團,并表達作為細胞表面受體的疊氮化物,使它們能夠特異性地結合DBCO,后者可以用于遞送癌癥藥物或顯像劑。
在驗證該方法在實(shí)驗室培養細胞中起作用后,研究團隊在具有三陰性乳腺癌,結腸癌和轉移性乳腺癌腫瘤的小鼠中也測試了這種方法,并且他們發(fā)現與其他類(lèi)型的組織相比,腫瘤能夠表達非常強的信號。Cheng教授表示:“我們首次在體內用小分子糖標記并靶向作用腫瘤,并且我們使用癌細胞自身的內部機制來(lái)實(shí)現這一過(guò)程。”