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癌症研究最新进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2006年09月01日 来源:生物通
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癌症研究最新进展
生物通综合:
美开发有效和个性化抗癌方法
华盛顿8月30日电(记者 毛黎) 美国科学家日前宣布,他们找到一种名为酶原活化物质1(PAC-1)的化合物,它能诱导癌细胞“自杀”。这一发现有望帮助人们开发出有效的个性化的抗癌新疗法。
多数活细胞含有名为“酶原-3”的蛋白质,“酶原-3”活化后能变成具有杀灭细胞作用的活性酶,并开始有序地让细胞正常凋亡。在癌细胞中,由于导致“酶原-3”活化的信号通道被阻断,无法产生活性酶,因此癌细胞能够躲过“劫难”并发展成肿瘤。
研究工作带头人、美国伊利诺斯大学化学教授保罗·荷根偌德表示,他们发现的化合物“PAC-1”能直接活化“酶原-3”,并诱导细胞发生凋亡,即通过联通被阻断的信号传递通道,让细胞以自身的机制摧毁自己。
荷根偌德领导的研究小组与韩国首尔国家大学以及国家毒物学研究中心的研究人员一道,对2万多种结构不同的化合物进行了筛选,最终寻找到“PAC-1”,并在实验室培养的细胞和3种实验鼠癌症模型中,对化合物“PAC-1”的功效进行了测试。实验结果表明,该化合物能够杀灭23种当地医院提供的肿瘤癌细胞,而癌细胞凋亡的情况与细胞中“酶原-3”的含量密切相关,如果细胞中“酶原-3”含量多,浓度较低的“PAC-1”也可导致癌细胞凋亡。
荷根偌德认为,由于类似“PAC-1”这类化合物所具有的潜在功效可以提前得知,医生可因此根据病人肿瘤细胞中的“酶原-3”成分含量来决定治疗方案。此外,研究人员也表示,这种个性化的癌症治疗方法将是今后优先考虑的手段,它可能引领癌症治疗的未来。
癌症干细胞:真正的致癌元凶
2006年6月的《科学美国人》杂志发表文章报道说,美国学者认为在每一个肿瘤的核心存在少数癌变的干细胞,这些癌症干细胞导致并延续了恶性肿瘤组织的存在。
如果这种观点正确的话,这个设想很好地解释了为什么病人在接受抗癌药物治疗后在几乎完全痊愈的情况下还会复发。这种观点同时为科学家们指出了一种全新的开发抗癌药物的方法:选择那些能够杀死癌症干细胞的药物,而不是目前使用的杀死癌细胞或缩小肿块的药物。
癌症干细胞的发现
早在150年前,密西根州大学癌症中心就已经假设,癌症可能是来自于干细胞。因为从肿瘤发生的条件来看,干细胞的确是癌变基因的理想萌生处和持久的载体。首先,肿瘤发生在某个细胞上需要这个细胞具有不断分裂的能力,而且该细胞的基因突变不会因为组织更新而丢失;其次,发生基因突变的肿瘤细胞必须能保持在体内,这样看来,高度分化的组织特异性细胞不会是肿瘤的始作俑者,因为它们终究会走向凋亡,而具有长久活力的干细胞很可能是肿瘤发生的元凶。直到最近由于分子细胞生物学的进步,生物学家才找到识别出干细胞和癌症干细胞的技术。
多伦多大学的约翰•迪克和同事们1997年率先在白血病中找到癌症干细胞。2003年,斯坦福大学的迈克尔•克拉克博士发现可以用细胞表面的标记蛋白将肿瘤细胞分成两类,将两类蛋白分别注入老鼠的乳腺中,第一类肿瘤细胞(有标记蛋白)虽然只占整个细胞数量的极小部分,但却能引起肿瘤发生,第二类肿瘤细胞占整个细胞的绝大多数,却不能引起肿瘤发生。继续重复上述实验,可以发现有蛋白标记的第一类肿瘤细胞在每一代都可以引起新的肿瘤发生。进一步研究发现,这些细胞类似于成体干细胞,有着分裂增殖,自我更新,以及分化成其他细胞的能力,因此被命名为肿瘤干细胞。2004年,多伦多大学的彼得•德克斯博士在人类脑肿瘤中找到与干细胞相似的细胞。2005年佛罗里达大学的帕克•吉布斯博士也表示在骨癌中发现类似干细胞的细胞。哈佛大学的加里•吉利兰博士说:“找到这种细胞是一个非常艰巨的工作,但迄今为止,所有经过详细检查的肿瘤中都找到了这种干细胞。”
癌症干细胞产生的机理
生物学家还无法确定癌症干细胞产生的机理。有些科学家认为,可能是干细胞本身发生突变或DNA结构的改变,使得干细胞中控制自我更新能力的系统发生了紊乱,无法正常工作;还有科学家认为,可能是祖细胞发生了基因损坏,使得这些祖细胞没有正常发育成人体所需的体细胞,而是获得了与干细胞一样的自我更新能力。
自我更新能力是干细胞独有的重要特性,它是指干细胞能够不对称地进行细胞分裂。一般细胞都像祖细胞一样分裂成两个新的子代细胞,而干细胞则分裂成一个新的干细胞和一个祖细胞,祖细胞失去了自我更新的能力,而获得了分化成组织所需的成熟体细胞的能力。
经过这种不对称分裂后,在一个干细胞消失的同时,另一个干细胞又会生成,所以组织中的干细胞数会保持不变,干细胞在生成组织所需的新细胞的同时,自己也得到了重生。这些负责维持组织或器官生存的干细胞必须能够控制自己的数量。科学家们认为,干细胞控制数量的机理可能是化合物的交换,只有控制数量的机制正常运转,干细胞才能保持功能正常,而干细胞一旦癌变,它们就会失去对自己的数量规模进行控制的能力。
通过杀死癌症干细胞
来彻底治疗癌症
Gleevec是一种非常成功的治疗肿瘤的药物,可以治疗慢性骨髓性白血病和其他3种罕见的肿瘤。许多服用过Gleevec的病人,体内肿瘤得到了完全清除,但是这种药物并没有治愈疾病,一些患者出现了反弹,癌症复发了。原因是Gleevec攻击的并不是癌症干细胞,而是产生癌变白细胞的祖细胞。因此现在许多科学家认为,癌症干细胞的观点非常有意义。斯坦福大学的欧文•韦斯曼博士认为,如果固体肿瘤的生长是由癌症干细胞带动的,这将对癌症治疗产生深远影响。明确针对癌症干细胞的疗法或许疗效更为持久,甚至能治愈转移瘤。基里兰德博士表示,更精确地靶向癌症干细胞的药物疗效将会更加持久,甚至达到完全治好的目的。
但是,药物在杀死癌症干细胞的同时,如何保证其他维持人体组织生存的正常干细胞不被杀死呢?密歇根大学干细胞生物学中心的肖恩•莫里森博士说,正常干细胞与癌症干细胞在维持生存机制上存在着差别,在治疗上,可以通过区分这些差别来杀死癌症干细胞的同时不伤及在同一组织内的正常干细胞。在2006年5月5日《自然》杂志上,莫里森发表了他们的研究成果:他们已发现了区别这些干细胞的方法,同时找到了能针对癌症干细胞进行治疗的药物———雷帕霉素。该药能抑制白血病干细胞的增殖和自身维持。
纽约罗切斯特大学医学院的克雷格•乔丹和莫尼卡•古斯曼在实验中发现,一种称为Parthenolide的小白菊提取物在基本不损伤正常骨髓细胞的情况下,对消灭急性骨髓性白血病细胞及慢性骨髓性白血病细胞表现出很强的能力。还能够有针对性地消灭引发急性和慢性骨髓性白血病的干细胞,从根本上遏制疾病的发生。他们的研究成果对于开发直接作用于引发白血病的干细胞的新药有重要意义。
癌症干细胞的发现彻底改变了癌症治疗的方向,使癌症的研究迈入新的里程碑。人们有理由相信科学家们在不久的将来能够找到更加有效遏制癌症的药物和方法,造福于人类。
科学家称宇航员发生细胞癌变风险或更高
一名宇航员受到辐射的量是一方面,带电粒子穿透人体细胞的时间与方式也是很重要的因素。这是美国能源部布鲁克哈文国家实验室进行的模拟辐射暴露研究的主要发现,研究报告发表于《辐射研究》的2006月9月刊上。在研究中科学家发现,人体细胞在较短的时间段内接受两种高能粒子照射的情况下,人体细胞表现出类似于癌症早期特征的机率要高出三倍。
报告的作者生物学家贝特西·萨瑟兰称,“大多数研究空间辐射的人已经观察到了一种粒子辐射的效果,要么是中子,要么是高能重(HZE)粒子。而我们的研究是第一次努力模拟更贴近于真实的太空环境,平均一个细胞会先受到一个中子,再受到一个高能重粒子的辐射。我们要看一下这会给人体细胞带来什么影响。”
为检验两种高能粒子照射的影响,萨瑟兰领导的团队在美国国家航空航天局太空放射实验室利用布鲁克哈文实验室为太空辐射研究特制的设备,先对正常人体细胞进行中子束照射,之后在2.5分钟到48小时之后,再用铁或钛粒子进行照射。
在对实验细胞进行培养之后,研究者发现那些幸存细胞获得一种无须在牢固表面上进行生长的特性。这种特性是细胞可能走向癌变的早期指标。
萨瑟兰说,“现在有许多在动物身上进行诱发癌症的方法。但是,你无法只用放射性照射或化学物质处理人体细胞并马上得到癌细胞。你要想得到癌细胞必须进行多次处理。一些人在研究这一过程的最后阶段,而我们在研究这一过程的最初阶段。”
研究团队发现,细胞发生这种癌症初期变化的可能性取决于细胞接受中子与高能重粒子照射的时间间隔。细胞在2.5分钟至1小时之内受到两种粒子照射的情况下,他们发生这种变化的可能性增加3倍。
萨瑟兰称,“如果这些情况发生在太空中的话,宇航员的某些细胞可能会面临着更高的发生癌变初期变化的风险。”
同时,萨瑟兰称,一个令人欣慰的消息是,在真实的太空中,大多数密集带电粒子同时打击人体细胞的情况并没有出现。因此,只有一小部分的宇航员细胞发生癌变的风险可能会增加。
一两种粒子穿透细胞后,细胞出现新特性的原因机理目前还不清楚。研究小组还观察到,当把照射顺序颠倒过来,即先用铁或钛粒子照射再用中子照射后,并没有出现新特性增加的情况。
萨瑟兰称,“现在我们面临的挑战就是要弄清楚这到底是怎么回事。”他还补充说,这项研究结果可能会帮助美国国家航空航天局评估太空旅行的风险。“如果我们要向太空派人执行任务的话,那么我们的责任就在于告诉他们有哪些风险并研究降低这些风险的方法。”
科学家将临床试验新的抗癌疫苗
新华社北京8月30日专电英国和其他欧洲国家的科学家今年将开始临床试验一种名为TroVax的癌症疫苗。据称这种疫苗可防止患者在接受手术或药物治疗后旧病复发。
据英国《观察家报》近日报道,将有700名肾癌患者参加试验,其中一半患者接受正常化疗的同时注射TroVax疫苗,另一半患者注射安慰
剂,然后科学家将对比两组患者的情况。
据悉,癌症疫苗分两种,一种有治疗功能,Trovax疫苗就属此类,另一种是预防性疫苗,用来防止癌症的形成。开发Trovax疫苗的想法最初是由英国曼彻斯特佩特森癌症研究所提出的。该研究所的研究人员发现,免疫系统不把癌细胞看作外来危险细胞并攻击它们,类似情况也出现在孕妇和胎儿身上——胎儿也包含外来细胞,但孕妇并不排斥胎儿。研究人员由此推断,癌症患者和孕妇身上可能都有某种相同的蛋白质。
后来,研究人员在癌细胞表面发现了5T4蛋白质,在胎盘和胎儿身上也发现了这种蛋白质,而这种蛋白质正是帮助外来细胞在全身活动的关键。于是,他们利用基因技术使身体能产生对付5T4蛋白质的抗体。
据报道,这种疫苗的临床试验已进入第三阶段,研究人员接下来打算在肠癌患者和乳腺癌患者身上临床试验这种疫苗。