利用生物鐘做武器,科學家要把癌細胞活活餓死!

近日,美國索爾克生物研究所Panda實驗室在癌症的治療方面取得了新突破,研究人員通過用特殊藥物來激活關鍵的生物鐘蛋白,就能使癌細胞因無法正常獲取能量而「餓死」。

研究負責人SatchidanandaPanda曾於2001年獲得美國斯克里普斯研究所博士學位,在讀博期間,他主要從事細胞大分子方面的研究。2004年,SatchidanandaPanda加入索爾克生物研究所,專註於研究生物鐘對細胞活動的影響。

在這段時間裡,他曾經做出一系列重要發現:比如他曾經發現如果把小鼠每天能量攝入的時間限制在8-12小時之內,就會在一定程度上阻止高膽固醇、糖尿病和肥胖的發生,基於這一發現,他準備探索這種現象在人身上是否適用。

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再比如,他曾經發現調控一種視交叉上核細胞中的基因就有望治療睡眠障礙。此外,他還曾發現一對能使進食時間和睡眠周期變得穩定的基因,也就是說,調控這一基因就能使人每天在同一時間入眠或感到飢餓。

2012年時,SatchidanandaPanda的研究小組發現兩種與生物鐘緊密相關的核激素受體——REV-ERB-α和REV-ERB-β——對細胞晝夜節律核新陳代謝的調節作用。簡單來說,在正常細胞內,這種蛋白質每天有一半的時間會保持低水平,剩下的時間則會有較高水平,在前一種情況下,細胞就能獲取營養物質,而在後一種情況下,細胞則不能獲取能量。而在癌細胞當中,這種蛋白質會一直處於很低的水平。

其實,癌細胞為了維持很高的生長速度,就要靠合成脂肪來給自己提供能量,此外,它還要依靠自噬來吃掉一些自己內部的營養物質。而已有的研究表明,細胞的自噬就是受生物鐘控制,而管控這一過程的蛋白恰恰就是REV-ERB-α。因此,SatchidanandaPanda才想到用這兩種核激素受體,或許也能用來治療癌症。

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隨後,他們就開始著手進行試驗。他們首先對乳腺癌、結直腸癌、黑色素瘤、惡性膠質瘤等一系列癌細胞進行了試驗。他們用REV-ERBs激活劑來激活這些細胞中的REV-ERB-α和REV-ERB-β。結果發現,這種核激素受體不僅能殺死大部分正在發展的癌細胞,而且還能抑制正要「萌芽」的癌前細胞,這也說明它對癌細胞的抑制是廣譜的,而非單一種類的。

此外,這對於正常細胞來說也是完全無害的。進一步的研究發現,REV-ERBs殺死癌細胞的途徑有兩個:一是抑制了癌細胞內的脂肪合成,二就是抑制了癌細胞的自噬過程。所以,抑制了這兩個細胞活動,就使得癌細胞能量不足,然後就啟動了凋亡程序。通俗地說,就是把癌細胞給活活餓死了。

為了確定這種機制在動物身上是否也能適用,研究人員決定用小鼠進行試驗,並將試驗小鼠分為兩組:一組注射鼠源惡性膠質瘤細胞,另一組則注射人源惡性膠質瘤細胞。試驗結果顯示,兩組小鼠的癌細胞發展都得到了明顯抑制,從而使它們的生存期得到了延長。從治療效果上來說,與目前金標準替莫挫胺相當,而且還沒有後者的副作用。

接下來,研究人員將會一方面尋找更多有利於治療癌症的生物鐘蛋白,另一方面則會進一步研究REV-ERBs對細胞新陳代謝有哪些影響,以及是否會影響腸道菌群代謝。

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