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重大发现!母乳或许也能作为一种强大的抗癌武器!

来源:生物谷 2017-04-20 17:10

2017年4月20日 讯 /生物谷BIOON/ --在奥地利科学基金的资助下,来自格拉兹科技大学的研究人员通过对来自母乳中的一种抗微生物肽类(host defence peptide)进行修饰和加固,以便其能够特异性地对癌细胞进行检测,随后这种活性肽类还能够诱导细胞死亡,目前研究者计划将这种新型的癌症疗法用于一些难以治疗的癌症上。

如果能够被早期诊断的话,很多癌症都会对疗法产生较好的反应,而且利用化疗也能够有效治疗多种类型的癌症,但往往有些类型的癌症难以进行治疗,比如皮肤癌、胶质母细胞瘤以及癌症转移(肿瘤细胞通过血管扩散到机体远端位置),尽管如此,恶性的癌细胞也有其缺点。并不像健康细胞那样,癌细胞会给其外部的细胞膜上携带一些带负电荷的分子(脂质磷脂酰丝氨酸,lipid phosphatidylserine(PS)),这就意味着,PS能够作为一种诊断癌症的标志物,如今研究人员通过深入研究开发出了一种新型武器来选择性地靶向作用癌细胞的靶点。

对母乳中的肽类进行标记

研究者Dagmar Zweytick表示,如今他们通过研究确定,PS(磷脂酰丝氨酸)能够作为抗肿瘤疗法的合适靶点,我们能够在多种类型的癌症,甚至是转移性癌症的细胞膜上检测到PS的存在;在后续的研究中,研究者将设法对来自母乳中的抗微生物肽进行修饰使其能够有效靶向作用癌细胞,他们在母乳中发现了一种名为lactoferricin的肽类分子,lactoferricin的修饰以及活性部分能够对多种类型的癌症进行识别,包括黑色素瘤和胶质母细胞瘤,肽类中的正电荷能够选择性地锁定癌细胞表面PS上的负电荷,同时在数小时内疚能够诱导癌细胞死亡,然而这种修饰后的肽类突变体并不会同人类机体中的健康细胞相互作用。

在不损伤健康细胞的前提下杀灭癌细胞

研究者Dagmar Zweytick解释道,在设计开发过程中最大的挑战就是寻找毒性和特异性的合适平衡,如果肽类活性过强,其就可能会攻击健康细胞,在对照实验中我们确定,肽类能够仅仅锁定癌细胞,对机体中健康细胞并无影响。从2002年开始,生物物理学家们就开始对肽类lactoferricin进行研究,其是母乳中发现的一种小型蛋白分子前体物质,不仅能够给新生儿提供营养,还能够帮助新生儿建立一种强大的机体抗微生物防御机制。

作为先天性免疫系统的一部分,lactoferricin是机体中第一道免疫防御反应线,其能够抵御非宿主细胞上携带的负电荷,比如细菌和真菌细胞等,同时还能够精准狙击突变的机体细胞,比如癌细胞;在防御性肽类用作抗肿瘤武器之前,其能够被科学家们以一种定向的方法进行改造来改善其活性。在2012年7月至2016年6月期间,一个由5人组成的研究团队对活性肽类的标准构件进行了研究和排列,研究人员利用计算机模型,通过模拟不同活性水平来开始了他们的设计过程,随后研究人员合成出了大约15种肽类突变体,并且在细胞膜的模型以及体外癌细胞系中进行了相应的检测。

最终,研究人员筛选出了两种活性肽类进行了体内实验,研究者对比了利用肽类治疗和未进行治疗的异种器官移植小鼠的表现,在利用肽类治疗的癌症小鼠机体中,研究者发现,相比未治疗的癌症小鼠而言,治疗的小鼠机体中的肿瘤会明显或者完全消退,黑色素瘤的癌症消退率平均达到了85%,而胶质母细胞瘤的消退率达到了50%,当利用肽类进行治疗时,研究者发现,第三组对照小鼠机体中并未有损伤的迹象,相比原始的母乳中分离的肽类而言,这种修饰后的肽类的作用效率是前者的10倍。

如今这种具有抗肿瘤效应的活性修饰肽类已经在美国和欧洲相继获得专利,研究者Dagmar Zweytick也在同一些制药公司进行合作,在奥地利研究促进局的资助下准备进行临床前的研究;这种新型的抗肿瘤制剂或许有望通过静脉注射直接进入到患者机体肿瘤的转移位点发挥作用,目前研究人员正在测试的项目包括这种肽类在血液系统中的稳定性如何?是否其能够跨越血脑屏障?以及其未来如何发挥更大的潜力来帮助改善癌症患者的疾病?(生物谷Bioon.com)

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参考资料:

【1】Breast milk as a weapon against cancer

【2】In search of a novel target — Phosphatidylserine exposed by non-apoptotic tumor cells and metastases of malignancies with poor treatment efficacy

Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes   

doi:10.1016/j.bbamem.2011.07.026

【3】Killing of melanoma cells and their metastases by human lactoferricin derivatives requires interaction with the cancer marker phosphatidylserine

BioMetals   DOI: 10.1007/s10534-014-9749-0

【4】Human lactoferricin derived di-peptides deploying loop structures induce apoptosis specifically in cancer cells through targeting membranous phosphatidylserine

Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes    

doi:10.1016/j.bbamem.2015.07.018

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