重大成果：巧妙设计分子让癌细胞自毁

　　

生物通报道：通过结合一种短链脂肪酸化合物，约翰·霍普金斯的研究人员发明了一种双叉分子“武器”。这种杂交分子在实验室中能够杀死癌细胞。当然，研究人员也提醒说，这种“双拳”分子目前尚未在动物或人体中进行过检测。不过，他们认为这种分子代表了一种抗击癌症的有潜力的新策略。研究人员在2006年12月的Chemistry & Biology杂志上描述了这种分子。

霍普金斯生物医学工程系的博士后Gopalan Sampathkumar指出，在很长的一段时间里，癌症研究人员都没有注意到糖在抗癌方面的潜力。但是，这个研究组发现，当将正确的糖链接到正确的化学搭档上时，它就能够给予癌细胞双重打击。

Sampathkumar和同事的研究建立在20年前发现的一种短链脂肪酸上，这种叫做butyrate的脂肪酸能够缓解癌细胞的扩散。在二十世纪八十年代，研究人员发现这种在消化系统中由共生细菌形成的天然物butyrate能够恢复健康细胞的功能。

将butyrate作为一种治疗肿瘤的通用药物的一个大的障碍就是，如果要想清除癌症则需要高剂量的该化合物。为了解决这个问题，研究人员尝试通过修饰或链接其他化合物来使butyrate变得更强效。但是，用于促进butyrate释放到癌细胞的分子搭档往往会产生有害的副作用。

设计来用于消除毒副作用的实验中，研究人员利用无害的糖分子如葡萄糖将butyrate输送到细胞中。约翰·霍普金斯的研究组则尝试了一种不同的附着分子。研究人员将目标锁定一种叫做N-乙酰基－D-甘露糖胺（缩写ManNAc）或更短的糖分子。研究人员通过将ManNAc与butyrate连接在一起，从而创造出一种杂合分子。这种杂交分子能够很容易穿透细胞表面，然后被细胞内的酶分成两半。一旦进入细胞，ManNAc就会被加工成另外一种叫做唾液酸的糖，这种糖在癌症生物学过程中起到关键作用，而butyrate则能调控负责终止不受控制的癌细胞生长的基因的表达。

尽管对这种分子机制的研究还处于初级阶段，但是研究人员推测分开的化学物质能够共同起作用来促进butyrate的抗癌效果。这种对癌细胞的双重打击会触发癌细胞的自杀，即凋亡。

为了确定这种butyrate-ManNAc杂交分子单独作用时是否能够产生好的效果，研究人员检测了三种其他糖－butyrate复合体合一种没有链接糖分子的butyrate盐化合物的效果。结果证实只有butyrate-ManNAc使得培养皿中的所有癌细胞死亡。

研究人员还希望能够确定出将这种杂交分子的两个部分分开使用到癌细胞是否能够达到同样的结果。但是在这些实验中，癌细胞并没有发生自我毁灭。研究人员推测者可能是因为这种杂交分子更容易穿透细胞的表面。一旦化合物进入到细胞内，研究人员推测这两个搭档能够帮助酶去恢复糖分子的正常装配，并纠正基因表达模式的异常。在癌细胞中，这两个过程都发生了错误。

目前，研究人员已经证实了butyrate-ManNAc分子是一种很有潜力的抗癌物质。该研究组成员将会继续深化他们的研究，寻找新的药物释放方法并准备进行动物试验。研究人员相信这种杂交分子对健康细胞的作用将会是最小的。他们正在通过约翰·霍普金斯技术转化办公室来申请这类化合物的美国专利。（生物通杨遥）

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