美國科學家以全新概念研發抗癌藥物,設法「餓」死癌細胞

作者 | 發布日期 2018 年 02 月 28 日 12:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

美國南部范德比大學醫學中心(Vanderbilt University Medical Center)科學家近日發現一種新的小分子藥物,能夠抑制癌細胞吸收「麩醯胺酸」(glutamine,註),使癌細胞處於飢餓狀態而停止生長,這項發現為癌症治療藥物開啟了新的方向。



研究已刊登在醫學研究的重磅期刊《自然醫學》(Nature Medicine)。

領導本次研究的 Charles Manning 教授指出,癌細胞的新陳代謝與正常細胞差別很大,因此運用生物化學方法可輕易分辨何為健康細胞、何為癌細胞。癌細胞的此種特性也提供許多機會,讓科學家得以研發新的癌症診斷技術與抗癌新藥。

麩醯胺酸對細胞而言是很重要的胺基酸,不但提供能量,還是合成蛋白質、DNA 所需的原料,它也與細胞內的訊息傳遞及清除細胞內的活性氧類(Reactive oxygen species,ROS)有關。由於癌細胞不斷細胞分裂,需要合成大量的蛋白質及 DNA,因此許多癌細胞都十分倚賴麩醯胺酸對此胺基酸的消耗量,若補充不足就無法持續生長。

細胞外的麩醯胺酸需要經由特殊「運輸蛋白」(transporter)才能進入細胞內以供運用,因此許多癌細胞都會大量表現一種名為 ACST2 的「麩醯胺酸運輸蛋白」以增加利用麩醯胺酸的效率。已有研究證實,肺癌、乳癌及大腸癌細胞表現愈高量的 ACST2,病人的病情愈嚴重、存活期愈短。研究也已發現,若減低 ACST2 基因的表現量,則癌細胞的生長會明顯受阻。

范德比大學研究團隊本次突破,在於他們開發出一款能極有效抑制 ACST2 活性的藥物(V-9302),在細胞培養實驗及動物實驗,該藥物都能明顯抑制癌細胞及腫瘤生長,並增加癌細胞內 ROS 造成的傷害,導致癌細胞走向死亡。實驗結果讓研究團隊深信,鎖定「麩醯胺酸運輸蛋白」攻擊將是發展新一代癌症標靶藥物非常有潛力的方向。

就像其他抗癌藥物,抑制 ACST2 的藥物並非對所有癌症病患皆有效,而是只對 ACST2 運送能力較強的癌細胞有效,因此科學家仍需要有效篩選出適合以此藥物治療的病患。幸運的是,新型「正電子放射斷層攝影」(簡稱正子造影,Positron Emission Tomography)技術具篩檢出高度仰賴麩醯胺酸之腫瘤的潛力,有機會幫助挑選出適合以 V-9302 治療的癌症病患。

「致癌基因」的發現曾為癌症治療開啟光輝一頁,已有許多癌症標靶藥物以致癌基因為攻擊目標,成功延長許多癌症病患的壽命,這些卓著進展使研究癌細胞代謝的重要性被忽略數十年。多年來細胞代謝領域的科學家默默耕耘,終於有了突破性進展,期待這些新發現最終成為幫助癌症病患的新藥物。

註:麩醯胺酸又稱谷氨酰胺,是人體內很豐富的氨基酸,它參與許多細胞新陳代謝的過程,能形成蛋白質並提供身體修復組織所需的原料。成功大學彭怡禎教授曾研究發現,只要抑制癌細胞利用麩醯胺酸的酵素,就能降低癌細胞增生。

(首圖來源:shutterstock)

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