癌症治疗最新技术：璀璨荧光

　　

生物通报道：来自罗切斯特大学医学院（University of Rochester，生物通注）生物医学遗传学系的研究人员利用绿色荧光发现在人类以及其它动物中已获得确认的癌症途径在果蝇中也同样起作用，从而开启了更快，更低成本研发促进我们天然抗氧化活性的化合物的一道门，这一由美国国立癌症研究院资助的研究成果公布在1月15日的《Cell》出版社旗下的《Developmental Cell》杂志上。

领导这一研究的是生物医学遗传学教授Dirk Bohmann博士，他也是一位研究果蝇的遗传学专家，希望能通过研究果蝇达到提高人类健康的目的。他表示，“这是机体用以对抗致癌因素的主要机制之一”，“这将帮助细胞进入一种抗氧化的防御模式，药物发展及实验是相对耗费金钱和时间的，这项工作将加速针对预防癌症的新药的研发。”

（两只紫外光照射下的放大了的果蝇，右边的果蝇曝露在一种称为奥替普拉（oltipraz，生物通注）的化合物下，这种化合物能激活一个主要的癌症预防途径，因此发出耀眼的绿光；左边的为对照组。这一技术能帮助研究人员快速确定这一人体内抗氧化活性的主要来源的途径是关闭还是开启。
图片来源：罗切斯特大学医学中心Dirk Bohmann）

化学信号系统是机体用于防御毒性攻击，或者像是香烟烟气，柴油排气，或者危险微生物这样的威胁的时候的主要途径，研究发现，一种称为KEAP1（胞浆蛋白伴侣分子，生物通注）的基因能感知危险，并释放出NRF2，启动细胞内的抗氧化活性——NRF2，即核细胞系因子2相关因子，是一种对氧化还原反应敏感的转录因子，可以通过正向促进基因的表达，来转录翻译产生一些抗氧化物，异化解毒的酶类、和药物的高效外排泵。

Bohmann博士与其之前的博士后Gerasimos P. Sykiotis等人发展了一种研究NRF2途径的新方法，Sykiotis现在在剑桥医学Novartis研究院校模式生物研究小组进行有关人类疾病的果蝇模式NRF2信号途径的研究。

科学家们已对存在于人类，啮齿类和斑马鱼有所了解了，因此Bohmann和Sykiotis希望能在果蝇基因组中也能找到相关途径，他们发现一种称为CNC（已研究发现用于决定果蝇头部发育）的基因与NRF2作用相似，能在大范围内开启细胞防御系统。

这种防御包括激活硫氧还蛋白（thioredoxins，生物通注）和谷胱甘肽转硫酶（Glutathione S-transferases，简称GSTs,，广泛分布于哺乳动物、植物、鸟类、昆虫、寄生虫及微生物体内的一组多功能同工酶，生物通注），这些抗氧化剂能帮助细胞躲避环境中的毒性和有害分子，但是与某些食物和维生素中常见的抗氧化剂不同——其作用在人体内只暂时起作用，Bohman指出，有关NRF2活性增加的一个基础性的遗传变化是一个不断增大的抗氧化效应。

在这项研究中，Bohmann和Sykiotis利用基因工程让果蝇发出了绿色荧光，当果蝇带有更多活性CNC的时候，就能发出更耀眼的荧光，从而帮助研究人员了解了这一途径是否被激活，这种方法更方便，也更直观。

Bohmann表示，“开启我们的天然抗氧化开关，对于许多正在研发抗癌，或者减缓衰老的大公司而言，是一个好消息”，“同样的遗传机制对于许多生物都起作用，从果蝇到啮齿类动物，再到人类，我们希望我们的工具能加速这一研发过程，帮助更多的病患。”

这是第一次发现这个早已了解的，重要的抗氧化及癌症预防途径再延长生命方面的重要作用，这种新联系也将为了解衰老和癌症风险提供了更多信息。
（生物通：张迪）

名词解释：

1.细胞信号
 
生物细胞所接受的信号有多种多样，从这些信号的自然性质来说，可以分为物理信号、化学信号和生物学信号等几大类，它们包括光、热、紫外线、X-射线、离子、过氧化氢、不稳定的氧化还原化学物质、生长因子、分化因子、神经递质和激素等等。在这些信号中，最经常、最普遍、最广泛的信号应该说是化学信号。这些化学信号可以分为三类。

1，内分泌系统的激素
内分泌系统将来自环境的信号传达到生物体内的各种器官和细胞，在整体上起着综合调节生物体功能的作用。它产生的化学信号是激素。内分泌系统的细胞产生的激素释放到血液中，经过血流的运送到达靶细胞而发挥特别的作用。这样的传递方式叫内分泌作用。可见，这种方式有几个特点：A，低浓度--激素在血流中的浓度被稀释到只有10-8到10-10M。但是它依然能够起作用，而且低浓度对它们安全地发挥作用也是必须的；B，全身性--即激素随血流而扩散到全身，但是，只被有它的受体的细胞接纳和发挥作用；C，长时效--激素产生后经过漫长的运送过程才起作用；而且血流中微量的激素就足以维持长久的作用。

2，神经系统的神经递质
在神经系统中，神经细胞与其靶细胞之间形成一个叫突触的有限结构。突触是神经细胞胞体的延伸部分，神经细胞产生的神经递质在突触的终端释放出来。突触后膜上有特殊的受体，突触前面的细胞也有受体，以调节神经递质的释放。可见，这种方式有作用时间短、作用距离短和神经递质浓度很高等特点。

3，生长因子和细胞因子等的旁分泌系统或者自分泌系统
近年发现有一个介于上述二者之间的中间型方式，即某些细胞产生并分泌出细胞生命活动必需的生理活性物质，这些物质通过细胞外液的介导而作用于其产生细胞的邻近细胞。当这些物质作用于异种细胞时，叫旁分泌作用；作用于同种细胞时，叫自分泌作用。这样的信号分子起着局部的化学调节剂作用。

原文摘要：
Developmental Cell, Vol 14, 76-85, 15 January 2008
Keap1/Nrf2 Signaling Regulates Oxidative Stress Tolerance and Lifespan in Drosophila
『Abstract』