活化癌細胞的「分子馬達」,反而可凍結癌細胞行走能力

作者 | 發布日期 2020 年 10 月 04 日 0:00 | 分類 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


癌細胞轉移並擴散至身體其他器官會嚴重影響人體正常運作,據估計,「癌轉移」(cancer metastasis)是 90% 癌症死亡原因,抑制癌細胞轉移,無疑是避免癌症病患死亡極其關鍵的一環。美國芝加哥大學科學家最近發現能減緩大腸癌轉移的新標靶:透過小分子藥物活化癌細胞的「分子馬達」後,能凍結癌細胞移動能力,進而抑制癌細胞轉移。

癌轉移為何致命?

腫瘤形成初期大多被結締組織包覆,腫瘤細胞擴散受限制而屬「良性腫瘤」(benign tumor)。當腫瘤細胞累積更多突變後,逐漸獲得侵襲周邊組織的能力,使腫瘤邊界難以界定,此時就成為「惡性腫瘤」,也就是癌症。

當侵襲周邊組織的癌細胞透過血液、淋巴等循環系統擴散至全身其他器官,就稱為遠端轉移。癌症轉移後,病患病情通常都不樂觀,因為轉移癌細胞侵入的器官如肺臟、肝臟及大腦等,都是維持生命呼吸、代謝及神經控制的重要部位,當這些器官的功能受癌細胞嚴重侵蝕而無法作用時,生命就無法繼續維持。若能有效抑制癌細胞轉移,對癌症病患的病情控制將極有幫助。

細胞的「分子馬達」

研究團隊發現名為「4-羥基苯乙酮」(4-hydroxyacetophenone,4-HAP)的小分子,會活化癌細胞稱為「非肌肉肌球蛋白 2C」(nonmuscle myosin-2C,NM2C)的分子馬達(molecular motor),後者是調控細胞改變形狀和移動的重要環節。

4-HAP 活化 NM2C 後,會將細胞移動的單位「鎖死」,導致癌細胞無法移動,在小鼠身上進行的實驗證實,小分子(4-HAP)能使癌細胞轉移的效率減半。研究結果顯示,NM2C 這類分子馬達是未來開發抑制癌症轉移藥物的重要目標蛋白。研究結果已發表於今年 9 月《美國國家科學院院刊》(PNAS)。

不同類型的分子馬達

分子馬達是位於細胞(或細菌)內部、表面的蛋白質,能提供細胞內部某些蛋白、胞器或整個細胞移動的動力,這是因為分子馬達能將化學鍵的能量轉化為動能,有如電動馬達能將電能轉變成動能。

大腸桿菌表面鞭毛上的分子馬達能達成游動或轉向等動作;肌肉細胞的「肌球蛋白」(myosin)則是讓肌肉產生收縮運動的動力來源分子馬達;細胞內的「驅動蛋白」(kinesin)是能帶著貨物蛋白(cargo)沿著細胞內微管(microtubule)軌道移動的分子馬達。

未來展望

領導研究的雷夫·維克斯爾巴姆(Ralph R. Weichselbaum)教授指出,雖然 4-HAP 對人體有毒性並不適合在人類身上使用,但他們的發現已確立 NM2C 在控制癌細胞轉移的重要地位,後續他們將考慮運用抑制分子馬達的藥物與放射線療法或化學療法,合併使用於癌症治療。未來也將繼續研究其他非肌肉肌球蛋白是否可當潛在藥物標靶。

(首圖來源:Unsplash