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活化癌细胞的“分子马达”,反而可冻结癌细胞行走能力

2024-11-01 208


癌细胞转移并扩散至身体其他器官会严重影响人体正常运作,据估计,“癌转移”(cancer metastasis)是 90% 癌症死亡原因,抑制癌细胞转移,无疑是避免癌症病患死亡极其关键的一环。美国芝加哥大学科学家最近发现能减缓大肠癌转移的新标靶:透过小分子药物活化癌细胞的“分子马达”后,能冻结癌细胞移动能力,进而抑制癌细胞转移。

癌转移为何致命?

肿瘤形成初期大多被结缔组织包覆,肿瘤细胞扩散受限制而属“良性肿瘤”(benign tumor)。当肿瘤细胞累积更多突变后,逐渐获得侵袭周边组织的能力,使肿瘤边界难以界定,此时就成为“恶性肿瘤”,也就是癌症。

当侵袭周边组织的癌细胞透过血液、淋巴等循环系统扩散至全身其他器官,就称为远端转移。癌症转移后,病患病情通常都不乐观,因为转移癌细胞侵入的器官如肺脏、肝脏及大脑等,都是维持生命呼吸、代谢及神经控制的重要部位,当这些器官的功能受癌细胞严重侵蚀而无法作用时,生命就无法继续维持。若能有效抑制癌细胞转移,对癌症病患的病情控制将极有帮助。

细胞的“分子马达”

研究团队发现名为“4-羟基苯乙酮”(4-hydroxyacetophenone,4-HAP)的小分子,会活化癌细胞称为“非肌肉肌球蛋白 2C”(nonmuscle myosin-2C,NM2C)的分子马达(molecular motor),后者是调控细胞改变形状和移动的重要环节。

4-HAP 活化 NM2C 后,会将细胞移动的单位“锁死”,导致癌细胞无法移动,在小鼠身上进行的实验证实,小分子(4-HAP)能使癌细胞转移的效率减半。研究结果显示,NM2C 这类分子马达是未来开发抑制癌症转移药物的重要目标蛋白。研究结果已发表于今年 9 月《美国国家科学院院刊》(PNAS)。

不同类型的分子马达

分子马达是位于细胞(或细菌)内部、表面的蛋白质,能提供细胞内部某些蛋白、胞器或整个细胞移动的动力,这是因为分子马达能将化学键的能量转化为动能,有如电动马达能将电能转变成动能。

大肠杆菌表面鞭毛上的分子马达能达成游动或转向等动作;肌肉细胞的“肌球蛋白”(myosin)则是让肌肉产生收缩运动的动力来源分子马达;细胞内的“驱动蛋白”(kinesin)是能带着货物蛋白(cargo)沿着细胞内微管(microtubule)轨道移动的分子马达。

未来展望

领导研究的雷夫·维克斯尔巴姆(Ralph R. Weichselbaum)教授指出,虽然 4-HAP 对人体有毒性并不适合在人类身上使用,但他们的发现已确立 NM2C 在控制癌细胞转移的重要地位,后续他们将考虑运用抑制分子马达的药物与放射线疗法或化学疗法,合并使用于癌症治疗。未来也将继续研究其他非肌肉肌球蛋白是否可当潜在药物标靶。

  • Small molecule treatment reduces colon cancer metastasis

(首图来源:Unsplash)

2020-10-04 19:04:00

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