科学家在研究一种名为肼屈嗪的现有降压药时,意外发现它可能具有对抗癌症的潜力。
肼屈嗪自1950年代起就被用于治疗高血压,但直到现在,其确切作用机制仍不明确。
参与该研究的宾夕法尼亚大学医师科学家下仓恭介(Kyosuke Shishikura)在该校新闻稿中表示:“它源自药物发现的‘前靶点’时代,当时研究人员首先依赖在患者身上观察到的现象,之后才试图解释其背后的生物学原理。”
下仓恭介和更广泛的研究团队发现,肼屈嗪直接作用于一种名为2-氨基乙硫醇双加氧酶(ADO)的小型但关键的酶。
该酶如同细胞的氧气传感器,在氧含量低时帮助细胞存活。这有助于促进胶质母细胞瘤等快速生长的肿瘤发展,胶质母细胞瘤是一种侵袭性强、难以治疗且几乎总会复发的脑癌。
在胶质母细胞瘤等快速生长的癌症中,肿瘤细胞增殖过快,导致血液供应跟不上。这意味着肿瘤的部分区域无法获得足够的氧气。
研究表明,普通细胞在低氧环境中会死亡,但肿瘤细胞会启动特殊的生存系统,使其在氧气稀缺时仍能继续分裂。其中一个系统就涉及ADO酶。
同一新闻稿中,宾夕法尼亚大学化学系助理教授、该研究的研究员梅根·马修斯(Megan Matthews)表示:“ADO就像一个氧气开始下降时立即响起的警报铃。”
研究团队采用了多种先进技术——包括分析分子结构的X射线晶体学——来确定肼屈嗪如何与ADO结合。
他们发现,肼屈嗪通过与ADO结合并使其停止工作,从而抑制了这一警报。这关闭了细胞的氧气响应系统——对于癌细胞而言,迫使它们停止分裂。
为了验证这一发现,研究团队在实验室中用肼屈嗪处理了人类胶质母细胞瘤细胞。三天后,他们发现细胞停止了增殖,并变得更大更扁平。研究人员指出,这些细胞已进入一种称为“衰老”的永久“休眠状态”。
尽管该药物没有直接杀死细胞,但它剥夺了细胞生长和扩散的能力。
纪念斯隆-凯特琳癌症中心表示,这对于控制胶质母细胞瘤等癌症来说是一个巨大的进步,这类癌症极难治疗,即使在手术和化疗后也经常复发。
由于肼屈嗪已获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准,研究人员希望它能比全新药物更快地重新用于癌症治疗。
研究人员指出,迄今为止的实验仅在细胞培养中进行,尚未在动物或人体中进行。下一步将测试在活体系统中能否安全有效地阻断ADO。
新闻稿强调,这一发现只是药物重新利用的起点,尚未成为临床治疗。
正如马修斯所说:“理解肼屈嗪在分子水平上的作用机制,为更安全、更具选择性的治疗方法提供了路径。”
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