近日,來自伊利諾伊大學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(yīng)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,發(fā)展和擴散的分子的治療方式。它們屬于一個相對較新的領(lǐng)域,被稱為精準醫(yī)療。靶向癌癥治療和傳統(tǒng)化療之間存在若干差異,其中最主要的差異就是大多數(shù)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,研究人員必須找到能夠區(qū)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(qū)分開的一個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(zhuǎn)導(dǎo)過程中扮演重要角色??茖W家可以設(shè)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(qū)分,因為它們?nèi)狈线m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(qū)動大多數(shù)乳腺癌生長的三種最常見的受體:雌激素受體,孕酮受體和人表皮生長因子受體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?zāi)?rdquo;?伊利諾伊材料科學與工程系、生物工程系教授JianjunCheng教授及其團隊就想到這么一個方法——在這些癌細胞表面創(chuàng)造一個獨特的人工受體。
人工受體可以提高靶向治療特異性
Cheng教授及同事發(fā)現(xiàn)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。這些分子屬于一類被稱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(yīng)。我們稱之為點擊化學(Clickchemistry),其中一個關(guān)鍵問題是,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,研究人員將一個化學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(jié)合DBCO,后者可以用于遞送癌癥藥物或顯像劑。
在驗證該方法在實驗室培養(yǎng)細胞中起作用后,研究團隊在具有三陰性乳腺癌,結(jié)腸癌和轉(zhuǎn)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(xiàn)與其他類型的組織相比,腫瘤能夠表達非常強的信號。Cheng教授表示:“我們首次在體內(nèi)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(nèi)部機制來實現(xiàn)這一過程。”