治愈背后的隐忧:部分FDA批准的HIV和癌症药物导致脑部脂质失衡,最终引发记忆丧失和意识混乱
最新研究显示,癌症和HIV药物会引起意识混乱、记忆丧失等认知障碍等神经系统副作用。该数据源自马里兰大学巴尔的摩郡分校(UMBC)主导的研究。
科学家采用微型人脑模型(脑类器官)替代动物模型,探究多替拉韦(dolutegravir)、依法韦仑(efavirenz)和奥沙利铂(oxaliplatin)等FDA批准的常见HIV/癌症药物对脑细胞的影响。研究发现,化疗药物会干扰脑脂质(神经酰胺合酶)代谢过程,加剧神经毒性,进而导致认知功能衰退。
核心发现
保护大脑免受救命药物的伤害!奥沙利铂(化疗药物)和依法韦仑(HIV药物)等药物会造成神经元损伤,引发认知障碍。研究人员利用微型人脑模型探究并遏制这种"化疗脑"现象。
干细胞技术助力可视化脑部分子损伤
约翰霍普金斯大学神经学家Jinchong Xu参与的新资助项目,将运用人类神经细胞研究技术。研究团队将在实验室培育的微型人"脑类器官"——由干细胞生长而成的人脑细胞集群中进行试验。类器官在模拟人类脑部生理特性方面远超动物模型。
"动物研究虽有价值,但受物种差异限制严重,且极难获取人类脑组织,"塞内维拉特内(Seneviratne)表示,"这正是我们与徐博士合作成为转折点的原因。通过类器官,我们将首次观测这些药物在人类脑组织内的作用机制。" 其实验室在2024年论文中采用的高分辨率技术,可直接在完整组织中可视化分子,而其他方法需研磨样本。
揭示救命药物如何扰乱脑部关键脂质平衡
塞内维拉特内团队使用的MALDI质谱成像(MSI)技术,不仅能测定脑部各类分子的含量,还能精确定位其分布位置。在马里兰干细胞研究基金(MSCRF)支持下,研究人员将结合蛋白质组学技术,追踪药物及其代谢产物在脑类器官中的迁移路径,以及它们如何破坏脑部脂质平衡。
脂质对脑细胞的通信和存活至关重要,当其功能受损时,脑细胞可能死亡,导致长期神经退行性病变。塞内维拉特内表示:"我们旨在解析损伤背后的'机制'。若能精准识别分子预警信号,临床医生和制药公司未来可在药物研发早期进行筛查,从而规避此类风险。"
蛋白质组学与分子生物学绘制药物影响图谱
研究团队采用整体性方法,除脂质外还关注其他代谢物和关键蛋白质。例如,2024年研究发现,依法韦仑会扰乱神经酰胺(一类脂质)的水平。神经酰胺合酶是生成结构多样化神经酰胺的关键蛋白质,因此在后续研究中,团队将追踪类器官中不同脑细胞类型内神经酰胺合酶表达的变化。
研究者希望揭示药物影响的更广泛分子通路,并识别神经毒性的潜在早期生物标志物。塞内维拉特内解释:"我受科学问题驱动,而非单一技术。我们将采用成像、蛋白质组学、分子生物学和生化分析等最佳工具来解答这些问题。"
高分辨率成像与人脑类器官推动更安全的药物筛查
通过将高分辨率MALDI质谱成像、蛋白质组学与含完整神经细胞群落的人脑类器官结合,该项目提供了高度贴近实际的药物损伤图景——有力弥合了科学发现与患者疗效间的鸿沟。
该资助还为未来应用开辟路径。MSCRF的目标之一是促进技术转化,意味着研究成果最终可能催生初创公司及制药业新工具。塞内维拉特内表示:"这项支持使我们能将前景可观的科学转化为真正助人的成果。最终,我们希望为临床医生提供在治疗致命疾病时更好地保护大脑的方法。"
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