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研究人员破译癌细胞免死金牌

2018-12-06 20:00:51

研究人员破译癌细胞“免死金牌”

美国研究人员破译一种酶的活性区结构,而这种酶掌管几乎所有人体肿瘤的“生杀大权”,且控制细胞衰老过程。

这种酶名为“端粒酶”,破译它活性区结构的研究已持续10余年。成果有望催生更有效的抗癌药品和抗衰老疗法。

缘何能“免死”?

这项研究由美国费城威斯塔研究所“威斯塔基因表达和调控项目”助理教授伊曼纽尔·斯戈达拉克斯博士主持,成果8月31日由英国《自然》杂志络版发布。

人体中的端粒酶负责向染色体末端、即“端粒”重复添加脱氧核糖核酸(DNA)短序列,以防细胞在分裂过程中损失遗传信息。

端粒酶处于休眠状态时,细胞每分裂一次,端粒就短一些,终失去类似于鞋带末端的固定作用,致使基因不稳定、细胞死亡。在胚胎干细胞等频繁分裂的细胞内,端粒酶处于活跃状态。在正常成年人的几乎所有细胞中,端粒酶转为休眠状态。

不过,癌细胞通常能获得重新激活端粒酶的能力。“睡醒”后的端粒酶允许癌细胞无限复制,继而出现癌症的典型特征,即癌细胞不灭。端粒酶与90%的人体肿瘤相关。

如果癌细胞中的端粒酶再度“休眠”,恶性肿瘤会停止生长。

形如面包圈

斯戈达拉克斯小组利用X射线晶体结构分析法,成功解析端粒酶活性区的立体结构。活性区名为端粒酶逆转录酶蛋白(TERT),是端粒酶中具有催化功能的“零件”。

研究人员发现端粒酶活性区的外形像一个面包圈,且在掌握活性区结构后创建端粒酶功能模型。

“这令人激动至极,”斯戈达拉克斯说,“我们次确定端粒酶如何在染色体末端集结,以开始复制端粒。”

斯戈达拉克斯2006年进入威斯塔研究所,有意在分子层面了解端粒酶等物质的结构,希望把所获信息用于治疗人体疾病。他说,“由于在癌症和衰老方面扮演重要角色,端粒酶显然成为我的研究对象之一”。

然而,研究过程并非一帆风顺。斯戈达拉克斯等人一度为寻找原料发愁,终在一种甲壳虫身上发现可产生稳定、足量端粒酶的基因。

抗癌万灵药?

“就化学疗法而言,端粒酶是一个理想目标,”斯戈达拉克斯告诉英国《泰晤士报》,“因为它在几乎所有人体肿瘤中处于活跃状态,在多数正常细胞中却没有活性。”

他认定,“这意味着一种使端粒酶失去活性的药物或许可用于对抗所有癌症,且几乎没有副作用。”

另一方面,癌细胞重新激活端粒酶实现“免死”,给抗衰老治疗带来启示。

研究人员认为,端粒酶可能在对抗衰老和与年龄相关的疾病治疗中扮演重要角色。如果能在一些正常人体细胞中激活端粒酶并实施有效控制,会使这些细胞重新分裂,可能让人体获得更健康、更年轻、寿命更长的组织。

现有端粒酶抑制药物在临床抗癌试验中表现不佳。斯戈达拉克斯打算进一步研究端粒酶活性区,寻找能抑制端粒酶的新物质,改进现有端粒酶抑制药物。(刘鹏)

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