Science重磅：升级版药物成功饿死4种类型癌细胞，并增强免疫细胞

本文来源：中国生物技术网

肿瘤就像一头猪，吞噬着营养物质以促进其失控的增长。几十年来，科学家们一直试图开发切断其食物供应的药物。

时间11月8日，发表在《Science》上的一项最新研究表明，一种昔日失败抗癌药物的升级版不仅能阻止肿瘤细胞吞噬必需的营养物质，还可以刺激免疫细胞攻击其增长。该研究由美国约翰霍普金斯大学医学院领导。

没有参与这项研究的德克萨斯大学西南医学中心的癌症生物学家Ralph DeBerardinis说：“这是一篇非常引人注目的论文。只需一种药物，你就可以饿死癌细胞，并增强免疫细胞。”

癌细胞吃东西是为了获取对生存和复制至关重要的分子，它们的暴饮暴食还会把周围变成酸性且缺氧的环境，阻碍免疫细胞对其进行消灭。

谷氨酰胺是许多肿瘤中大量需要的营养素之一，它为制造分子如DNA、蛋白质和脂质提供了基础。研究通讯作者、约翰霍普金斯大学医学院的免疫学家Jonathan Powell说。“谷氨酰胺对细胞代谢非常重要。”

从上世纪50年代开始，科学家们试图改变肿瘤对谷氨酰胺的依赖，开发了阻断其代谢的药物。

例如，一种名为DON的细菌衍生化合物通过抑制几种允许癌细胞使用谷氨酰胺的酶来杀死肿瘤。然而，在临床试验中，这种药物引发患者严重的恶心和呕吐，因此未获得批准。

现在，Powell团队已经开发了一个新版本更易于消化的DON，它携带两个化学基团，以使其保持惰性，直到到达肿瘤附近。

在那里，通常在肿瘤周围游荡的酶会移除这些"分子手铐"，释放药物到癌细胞上。Powell说：“用这种方法，绝大多数的活性药物就到达了我们想要的地方。”

为了测试新的化合物，研究团队向小鼠注射了四种类型的癌细胞，从而诱发肿瘤。然后他们给一些动物注射了新版本的DON。研究显示，DON对所有四种肿瘤都有效。

例如，在未经治疗的小鼠中，结肠癌肿瘤在大约3周后增长了5倍以上。但接受DON治疗的小鼠，肿瘤缩小并且几乎消失了。

研究人员发现，这种药物不仅能抑制谷氨酰胺的代谢，还扰乱了细胞生物化学的其他方面，如利用葡萄糖的能力。对靶向癌细胞代谢药物的一个问题是，它们也会毒害正常细胞，包括对抗肿瘤的免疫细胞。但是Powell的团队发现，他们的DON可以加速T细胞摧毁癌细胞。

被DON剥夺了谷氨酰胺的T细胞可以转换成合成DNA和其他关键分子所需物质的替代来源，而肿瘤细胞则不能。

Powell说：“有了新版本的DON，我们使肿瘤增殖和逃避免疫系统的能力失效。”印第安纳大学医学院的肿瘤生物学家Ji Zhang说：“这项研究结果令人惊讶，但却是个很好的发现。

它首次表明，T细胞和癌细胞对谷氨酰胺抑制的反应是不同的。”德国Max Delbrück分子医学中心的生物化学家Stefan Kempa说：“T细胞没有被这种化合物抑制就是奇迹，它可能使这种药物成为一种癌症治疗药物。”但他也警告说，在小鼠实验中表现出色的药物通常在人体不发挥作用，但如果这种化合物能被转化应用于人类，它将有一个光明的未来。”

这一光明的未来可能从明年开始，Powell说，届时将开始在人体进行药物的安全测试。