科学家们开发出能阻止肿瘤生长的新型癌症疗法

科学家们开发出能阻止肿瘤生长的新型癌症疗法一种新疗法利用经过修饰的微核糖核酸链靶向癌细胞，这种核糖核酸链可自然阻断细胞分裂。图片来源：第二湾工作室/普渡大学癌症几乎可以发生在人体的任何部位。它的特点是细胞不受控制地分裂，而且可能无视死亡或停止分裂的信号，甚至躲避免疫系统。这种疗法在小鼠模型中进行了测试，它结合了一种靶向癌细胞的递送系统和一种经过特殊修饰的microRNA-34a分子，这种分子的作用"就像汽车的刹车一样"，可以减缓或停止细胞分裂，领衔作者、普渡大学威廉和帕蒂-米勒生物科学副教授AndreaKasinski说。除了减缓或逆转肿瘤生长外，靶向microRNA-34a还能在至少120小时内强力抑制至少三种基因的活性--MET、CD44和AXL--已知这三种基因会驱动癌症和对其他癌症疗法产生抗药性。研究结果表明，这种正在申请专利的疗法是15年多来针对微小核糖核酸（microRNA）消灭癌症工作的最新迭代，它可以单独使用，也可以与现有药物联合使用，对已经产生耐药性的癌症有效。当我们获得这些数据时，我欣喜若狂。普渡大学癌症研究所成员卡辛斯基说："我相信，这种方法比目前的治疗标准更好，有些病人将从中受益。"MicroRNA-34a是一种短的双股核糖核酸--一串核糖核酸像拉链的齿一样沿着糖磷酸链的长度连接在一起。microRNA的两条链不均匀地拉在一起，其中一条链引导蛋白质复合物到达细胞内的工作点，而另一条链则被破坏。在健康细胞中，microRNA-34a的含量很高，但在许多癌细胞中，它的含量却急剧下降。在癌细胞中重新引入microRNA-34a的想法看似简单，但研究团队在设计有效疗法时却要克服许多挑战。天然存在的RNA会迅速分解，因此为了提高疗法的持久性，研究小组沿链长添加了几个小原子团，从而稳定了microRNA-34a。研究小组以美国食品和药物管理局批准的化学结构为模型进行了修改，生物技术公司Alnylam的研究人员在类似的短干扰RNA上使用了这种化学结构。在小鼠模型上进行的实验表明，经过修饰的microRNA-34a在导入后至少能维持120小时。另外，经过完全修饰的microRNA-34a不会被免疫系统发现，而免疫系统通常会攻击进入体内的双链RNA。为了确保经过修饰的microRNA-34a能够进入癌细胞，研究小组将双链连接到了一个叶酸维生素分子上。人体内所有细胞的表面都有与叶酸结合的受体，能将维生素吸入细胞，但乳腺癌、肺癌、卵巢癌和宫颈癌等许多癌症细胞的细胞表面的叶酸受体远远多于健康细胞。微小的microRNA-34a和叶酸化合物能穿透肿瘤的致密组织，与细胞表面的叶酸受体结合。然后，它被吸入一个叫做囊泡的细胞膜小袋中。进入细胞后，部分microRNA-34a能够逃出囊泡，减缓细胞分裂。这种疗法的靶向特异性减少了必须施用的化合物量，从而降低了潜在的毒性、副作用和成本。研究小组还可以针对前列腺癌细胞制备另一种针对不同细胞表面受体的药物，因为前列腺癌细胞不会产生过多的叶酸受体。卡辛斯基和她的团队对最新迭代产品的价值充满信心，并将为临床试验做好准备。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382523.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382523.htm

科学家正尝试用磁性细菌对抗癌症

科学家正尝试用磁性细菌对抗癌症苏黎世联邦理工学院的研究人员在响应性生物医学系统教授SimoneSchürle的领导下，选择用细菌进行实验，这些细菌由于含有氧化铁颗粒而具有内在的磁性。这些Magnetospirillum细菌对磁场有反应，可以被外部磁铁所操纵。利用暂时的空隙Schürle和她的同事现在已经在细胞培养物和小鼠身上证明，对肿瘤施加旋转磁场会提高细菌穿过癌细胞生长周围血管壁的能力。旋转的磁场驱动细菌在血管壁上做圆周运动。为了更好地理解穿越血管壁的机制的作用，有必要进行详细的观察。血管壁由一层细胞组成，作为血液和肿瘤组织之间的屏障，它被许多小血管所渗透。这些细胞之间的狭窄空间允许某些分子通过血管壁。这些细胞间的空间有多大，由血管壁的细胞来调节，它们可以暂时宽到甚至允许细菌通过血管壁。强大的推动力和高成功率在实验和计算机模拟的帮助下，苏黎世联邦理工学院的研究人员能够表明，利用旋转磁场推进细菌是有效的，原因有三。首先，通过旋转磁场的推动力比通过静态磁场的推动力要强十倍。后者只是设定了方向，而细菌则必须在自己的力量下移动。第二个也是最关键的原因是，由旋转磁场驱动的细菌一直在运动，沿着血管壁行驶。这使得它们更有可能遇到血管壁细胞之间短暂开放的缝隙，与其他推进类型相比，细菌的运动不那么具有探索性。第三，与其他方法不同，这些细菌不需要通过成像来追踪。一旦磁场在肿瘤上定位，它就不需要重新调整。"载荷"在肿瘤组织中积累"我们还利用了细菌的自然和自主运动，"Schürle解释说。"一旦细菌穿过血管壁并进入肿瘤，它们就能独立地迁移到肿瘤的内部深处"。出于这个原因，科学家们通过外部磁场的推动力只使用了一个小时--足够长的时间让细菌有效地穿过血管壁并到达肿瘤。这样的细菌在未来可以携带抗癌药物。在他们的细胞培养研究中，苏黎世联邦理工学院的研究人员通过将脂质体（脂肪类物质的纳米球）附着在细菌上模拟了这种应用。他们用一种荧光染料标记这些脂质体，这使他们能够在培养皿中证明细菌确实将其"药物载荷"送到了癌症组织内，并在那里积累。在未来的医疗应用中，这些脂质体将被填入一种药物。细菌性癌症治疗利用细菌作为药物的渡船是细菌帮助对抗癌症的两种方法之一。另一种方法已有一百多年的历史，目前正在经历复兴：利用某些种类的细菌的自然倾向来损害肿瘤细胞。这可能涉及几种机制。在任何情况下，众所周知，这些细菌会刺激免疫系统的某些细胞，然后消除肿瘤。目前，多个研究项目正在调查大肠杆菌对肿瘤的疗效。今天，有可能利用合成生物学对细菌进行改造，以优化其治疗效果，减少副作用，并使其更加安全。使非磁性细菌具有磁性然而要在癌症治疗中利用细菌的固有特性，这些细菌如何有效地到达肿瘤的问题仍然存在。虽然有可能将细菌直接注射到身体表面附近的肿瘤中，但对于身体深处的肿瘤，这是不可能的。这就是Schürle教授的微型机器人控制的地方。她说："我们相信，我们可以用我们的工程方法来提高细菌性癌症治疗的疗效。"癌症研究中使用的大肠杆菌没有磁性，因此不能被磁场推动和控制。一般来说，磁反应性在细菌中是一种非常罕见的现象。磁螺菌是少数具有这种特性的细菌属之一。因此，Schürle想让大肠杆菌也具有磁性。这可能有一天会使我们有可能使用磁场来控制临床上使用的没有天然磁性的治疗性细菌。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334095.htm

钙过量 - 科学家开发出杀死癌细胞的新方法

钙过量-科学家开发出杀死癌细胞的新方法钙离子在细胞功能中起着至关重要的作用，但如果钙离子含量过高，就会对细胞造成危害。研究人员最近开发出一种化合物，可通过调节细胞内的钙离子流入来靶向摧毁肿瘤细胞。这种创新方法利用了肿瘤组织内已有的钙离子，无需外部钙源。《AngewandteChemie》杂志上发表的一篇论文详细介绍了这一研究成果。生物细胞需要钙离子来维持线粒体（细胞的动力室）的正常运转。然而，如果钙离子过多，线粒体过程就会失衡，细胞就会窒息。由韩国首尔梨花女子大学的尹珠英（JuyoungYoon）领导的研究小组与来自中国的研究小组一起，利用这一过程开发出了一种协同抗肿瘤药物，它可以打开钙离子通道，从而在肿瘤细胞内引发致命的钙离子风暴。研究人员瞄准了两个通道，第一个是外膜上的通道，另一个是内质网中的钙通道，内质网也是一个储存钙离子的细胞器。位于外膜的通道在暴露于大量活性氧（ROS）时打开，而内质网中的通道则被一氧化氮分子激活。为了产生能打开外膜钙通道的ROS，研究人员使用了染料吲哚菁绿。这种生物活性剂可通过近红外线照射激活，不仅能引发导致ROS的反应，还能使环境升温。研究小组解释说，局部高温会激活另一种活性剂BNN-6释放一氧化氮分子，从而打开内质网中的通道。在肿瘤细胞系试验成功后，研究小组又在植入肿瘤的小鼠体内测试了一种注射制剂。为了创造出一种生物兼容的复合药物，研究人员将活性成分装入了微小的改性多孔硅珠中，这种硅珠对人体无害，但能被肿瘤细胞识别并转运到细胞内。将这些微珠注入小鼠血液后，研究人员观察到药物在肿瘤内积聚。照射近红外线成功地触发了作用机制，接受这种制剂的小鼠几天后肿瘤就消失了。作者强调，这种离子流入方法可能也适用于相关的生物医学研究领域，因为类似的机制可以激活不同于钙离子通道的离子通道，从而找到新的治疗方法。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415569.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415569.htm

科学家开发出形成人类人工染色体的新技术

科学家开发出形成人类人工染色体的新技术能在人体细胞内发挥作用的人造人类染色体有可能彻底改变基因疗法包括某些癌症的治疗方法，并有许多实验室用途。然而，巨大的技术挑战阻碍了它们的发展。现在，宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院研究人员领导的团队在这一领域取得了重大突破，有效地绕开了一个常见的绊脚石。在最近发表在《科学》（Science）杂志上的一项研究中，研究人员解释了他们是如何设计出一种高效技术，利用单个长的设计DNA构建体来制造HACs的。以前制造HACs的方法一直受到以下事实的限制：用于制造HACs的DNA构建体往往会以不可预测的长序列和不可预测的重排方式连接在一起--"多聚化"。新方法可以更快、更精确地制作HAC，从而直接加快DNA研究的速度。假以时日，再加上有效的传输系统，这项技术就能为癌症等疾病带来更好的工程细胞疗法。全面改造HAC设计宾夕法尼亚大学生物化学与生物物理学埃尔德里奇-里夫斯-约翰逊基金会教授本-布莱克（BenBlack）博士说："从根本上说，我们彻底改变了HAC设计和输送的旧方法。我们制造的HAC对于生物技术应用的最终部署非常有吸引力，例如，需要对细胞进行大规模基因工程的应用。另外一个好处是，它们与天然染色体同时存在，而无需改变细胞中的天然染色体。"首批人工染色体组是25年前开发的，人工染色体组技术在细菌和酵母等低等生物较小、较简单的染色体方面已经非常先进。而人类染色体则是另一回事，这主要是因为人类染色体的体积更大，中心粒（即X型染色体臂连接的中心区域）更复杂。研究人员已经能够用添加到细胞中的自连接DNA长度来形成小型的人造人类染色体，但这些DNA长度的多聚体具有不可预测的组织和拷贝数--这使它们的治疗或科学用途变得复杂，而且由此产生的HAC有时甚至最终结合了宿主细胞中的天然染色体位点，使对它们的编辑变得不可靠。在他们的研究中，宾夕法尼亚大学医学院的研究人员通过多种创新设计出了改进的HAC：其中包括含有更大、更复杂中心粒的更大初始DNA构建体，这使得HACs能够从这些构建体的单个拷贝中形成。在向细胞递送时，他们使用了一种基于酵母细胞的递送系统，该系统能够携带更大的载荷。布莱克说："例如，我们没有试图抑制多聚化，而是绕过了这个问题，增加了输入DNA构建的大小，使其自然倾向于保持可预测的单拷贝形式。"研究人员的研究表明，与标准方法相比，他们的方法能更有效地形成有活力的HAC，并能产生在细胞分裂过程中能自我繁殖的HAC。优势和未来应用人工染色体的潜在优势有很多--假定它们可以很容易地输送到细胞中，并像天然染色体一样运作。与基于病毒的基因递送系统相比，人工染色体将为表达治疗基因提供更安全、更高效、更持久的平台，而基于病毒的基因递送系统可能会引发免疫反应，并涉及有害的病毒插入天然染色体。细胞中正常的基因表达还需要许多局部和远距离的调控因子，而这些因子几乎不可能在类似染色体的环境之外进行人工复制。此外，人工染色体与相对狭窄的病毒载体不同，它允许表达大型、合作性的基因组合，例如构建复杂的蛋白质机器。布莱克预计，他的研究小组在这项研究中采用的同样广泛的方法将有助于为其他高等生物制造人工染色体，包括用于农业应用的植物，如抗虫、高产作物等。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424784.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424784.htm

科学家发现首个已知可杀死细菌的RNA靶向毒素

科学家发现首个已知可杀死细菌的RNA靶向毒素来自麦克马斯特大学的科学家们发现了一种被细菌用来通过一种从未见过的机制杀死其他细菌的毒素。这种毒素是首次发现的直接针对RNA分子的毒素，该团队将其描述为“对细胞的全面攻击”，而这可能会导致一类新的抗生素的出现。在微观尺度上存在着一场巨大的战争，在那里，微生物为争夺资源而相互争斗，而有时，它们会用来对付对方的武器被证明对抗生素有用。这些毒素大多以蛋白质或DNA分子为目标，通过中断重要功能杀死细菌。这就是研究小组在研究一种由铜绿假单胞菌产生的名为RhsP2的毒素时的检查清单，铜绿假单胞菌是医院获得性感染如肺炎背后的一种常见细菌。三年来，研究人员调查了该毒素对这些常见目标的影响但都无果。最后，他们针对RNA--转录DNA以产生蛋白质的重要分子--测试了RhsP2并发现这是它的目标。虽然其他抗生素通过靶向参与这一过程的蛋白质来干扰RNA的合成，但该团队表示，这标志着第一个通过直接作用于RNA分子而发挥作用的抗菌毒素。该研究的论文第一作者NathanBullen说道：“（这是）对细胞的一次全面攻击。这种毒素进入其目标、劫持生命所需的一个基本分子然后利用该分子破坏正常过程。”围绕RhsP2的研究仍处于早期阶段，但该团队表示，随着进一步的工作，它最终可能为新一代的抗生素铺平道路，这很重要，因为我们迫切需要新的抗生素。该研究的论文第一作者JohnWhiteney表示：“我们的毒素所针对的一些RNA分子对细菌的生存能力是必不可少的，因此我们的毒素正在向我们展示细菌的RNA分子，而这些分子将是未来抗生素开发工作的良好目标。”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313431.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313431.htm

科学家发现对抗癌症微妙基因操纵的药物

科学家发现对抗癌症微妙基因操纵的药物了解DNA缺失许多癌症都会删除一段名为9p21的DNA。事实上，它是所有癌症中最常见的DNA缺失，在某些癌症（如黑色素瘤、膀胱癌、间皮瘤和某些脑癌）中的发生率高达25%-50%。科学家们早就知道，带有9p21缺失的癌症意味着患者的预后更差，而且对免疫疗法--旨在增强患者对癌症的天然免疫反应的治疗策略--产生抗药性。这种缺失有助于癌细胞避免被免疫系统发现和消灭，部分原因是它促使癌细胞分泌出一种叫做MTA的有毒化合物，这种化合物会损害免疫细胞的正常功能，并阻碍免疫疗法的有效性。口腔鳞状癌细胞（白色）被两个细胞毒性T细胞（红色）攻击的伪彩色扫描电子显微镜照片。资料来源：美国国立卫生研究院国家癌症研究所贝勒医学院邓肯综合癌症中心RitaElenaSerda。新药的潜力"在动物模型中，我们的药物能将MTA降回正常值，免疫系统重新启动，"领导这项研究的戴尔医学院分子生物科学系研究副教授兼肿瘤学副教授埃弗雷特-斯通（EverettStone）说。"我们在肿瘤周围看到了更多的T细胞，它们处于攻击模式。T细胞是一种重要的免疫细胞类型，就像一支特警队，能够识别肿瘤细胞，并为它们注入大量酶，从内到外啃噬肿瘤。"斯通设想将这种药物与免疫疗法结合使用，以提高其疗效。该研究的共同第一作者是前UT博士后研究员、现任武田肿瘤公司科学家的DonjetaGjuka，以及前布里格姆妇女医院和丹娜法伯癌症研究所博士后研究员、现任麻省总布里格姆医院住院医师的ElioAdib。了解受缺失影响的基因9p21缺失会导致癌细胞中一些关键基因的缺失。一对产生细胞周期调节因子的基因消失了，而细胞周期调节因子是保持健康细胞以缓慢、稳定的速度生长和分裂的蛋白质。当这些基因丢失时，细胞就会肆意生长。这就是它们致癌的原因。同样被删除的还有一个管家基因，它能产生一种分解毒素MTA的酶。斯通认为，正是这种基因的缺失让癌细胞获得了一种新的超级能力：使免疫系统失活的能力。斯通说："当癌细胞失去这两个基因时，它就获得了一举两得的效果。它失去了通常防止其失控生长的制动器。与此同时，它还解除了人体警察部队的武装。因此，它会变成一种更具侵略性和恶性的癌症。"为了制造出候选药物，斯通和他的同事们首先利用人体自然产生的有助于分解MTA的酶，然后加入柔性聚合物。斯通说："这已经是一种非常好的酶，但我们需要对其进行优化，使其在体内的作用时间更长。如果我们只注射天然酶，它会在几小时内被排出体外。在小鼠体内，我们的改良版能在血液循环中存活数天；在人体内，它的存活时间会更长。"研究人员计划对他们这种名为PEG-MTAP的药物进行更多的安全性测试，并正在寻求资金将其用于人体临床试验。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390517.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1390517.htm