加拿大滑鐵盧大學研究人員昨日在Elsevier在線雜志EBioMedicine發表一篇重磅級文章,科學家稱已經找到一類天然的靶向抗癌化合物。該類分子類似于順鉑,是一種非基于鉑的鹵化物(non-platinum-based halogenated molecule),因通過飛秒醫學(Femtomedicine,FMD)技術被發現而被稱為FMD分子。體外試驗證明,該類分子既具備順鉑一樣的抗癌活性,又不傷害健康細胞,可以用于治療宮頸癌、乳腺癌、卵巢癌和肺癌等多種癌癥。筆者認為,相關抗癌藥物一旦開發成功,癌癥治療將進入無痛化療,甚至“健康化療”時代。
科學家依靠創新的飛秒醫學技術及其相關的基于分子機制抗癌藥物發現程序發現了這一強效的靶向性抗癌化合物,并進行一系列癌癥治療相關的體外或動物體內試驗。實驗結果顯示FMD分子可以誘導癌細胞發生DNA損傷、S期細胞周期停滯和細胞凋亡。有趣的是,FMD分子可以提高正常細胞的保護性物質-還原性谷胱甘肽(GSH,內源性抗氧化物)的合成水平,并且降低癌細胞內的GSH水平。相應地,FMD分子在對癌細胞產生顯著的毒性作用的同時,對健康細胞或組織沒有毒性,或僅有輕微毒性。科學家在宮頸癌、卵巢癌、乳腺癌和肺癌等多種癌癥的老鼠異種移植模型中發現,FMD分子可以抑制或延遲腫瘤生長。FMD分子是首次被發現就有希望進行抗癌轉化醫學研究的分子,研究人員稱將盡快推進相關的天然靶向化療臨床研究。
眾所周知,吸煙、化學污染和輻射等造成的DNA突變是健康細胞發生癌變的起始步驟,也是關鍵步驟。研究DNA突變位點有助于科學家開發抗癌藥物。科學家使用一種稱為飛秒時間分辨激光譜的分子成像技術來研究DNA損傷過程。該技術的原理相當于超高頻攝像機,可以實時監測分子間相互作用,從分子水平揭示細胞癌變過程。不同的是,該技術使用兩束光源,其一是激發光,啟動分子反應;其二是檢測光,用于檢測分子反應過程。飛秒激光光譜學技術應用于科學研究已經有幾十年光陰,形成飛秒化學、飛秒生物學等研究領域。該技術最近融合分子生物學和細胞生物學技術,提升了人類對疾病,特別是癌癥,以及治療相關藥理機制的認識,從而誕生了飛秒醫學(FMD)這一新興領域。由于可以節省人工合成,大量篩選得到的研究材料,FMD技術成為一種前景不錯的,高效、經濟、理性的新藥發現技術,加速新藥發現過程。
大學陸教授及其同事正是利用FMD技術發現這類分子的。FMD分子與乳腺癌、睪丸癌、肺癌、腦癌等癌癥的治療藥物順鉑結構類似,卻沒有順鉑那樣的毒性。體外對健康細胞毒性試驗發現,順鉑對MRC-5和GM05757健康細胞系IC50分別為6 和10μM ,而FMD分子對MRC-5和GM05757健康細胞系IC50分別為150μM和≥200μM。
體外抗腫瘤細胞實驗發現,FMD分子進入癌細胞,就發生強烈反應并生成活性基團,引發細胞“自殺”。FMD分子進入健康細胞,就會誘導生成GSH,保護細胞免受化學毒性侵害。更有趣的是癌細胞GSH水平是降低的。這些實驗結果,在大量各種人類和老鼠細胞系均可重復。
接下來進行多種腫瘤模型小鼠體內試驗,發現FMD分子可以有效終止或延緩腫瘤生長。這一效果在順鉑抗性腫瘤中也可出現。有圖有真相:
陸教授說:“我們為此發現興奮不已,我們可以看到FMD成分在小鼠模型體內與順鉑一樣有效,并且沒有毒性。我們相信這些FMD分子具有治療大范圍癌癥的潛力,使患者不用承受像現有藥物一樣的毒副作用的痛苦。”
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