
當癌症患者接受放射治療,輻射不僅攻擊惡性細胞,也會導致附近健康細胞 DNA 斷裂壞死,這是放療後令患者感到不適的副作用原因。不過最近研究人員帶來小鼠實驗證據表明,地表最強生物水熊蟲產生的一種蛋白質能保護健康細胞不受放療射線束破壞,從而大幅減輕放療後不適感。
緩步動物(tardigrades)俗稱「水熊蟲」,環境適應力極強,是能生活在地球各種極端環境如深海、南北極、高山的極微小生物,也是第一種已知可在太空生存的動物,其強大生存能力蘊藏許多奧秘,尤其是暫停所有新陳代謝活動以在乾燥、凍結、高輻射、高缺氧等不利環境生存的隱生(Cryptobiosis)狀態。
當然,研究人員對水熊蟲在抵抗高劑量輻射時內部細胞變化深感興趣。我們知道這種頑強小動物能承受的輻射量,比人類承受輻射量高出數千倍,關鍵在於水熊蟲能產生稱為 DSUP(damage suppressor protein)的蛋白,這種蛋白質藉由與 DNA 鏈結合、防止它們分裂來抑制輻射引發的 DNA 損傷。
來自麻省理工學院、愛荷華大學的研究團隊決定測試,能否將水熊蟲的抗輻射蛋白轉移至其他動物身上。
在小鼠實驗中,團隊使用 mRNA 技術讓小鼠某些細胞暫時產生 DSUP 蛋白(僅幾小時),接著將細胞注入小鼠口腔、直腸部位並照射類似癌症患者接受的輻射劑量,成功觀察到 DSUP 蛋白減少正常細胞因輻射形成的損傷,因輻射引起的雙鏈 DNA 斷裂量減少 50%,同時 DSUP 蛋白的保護作用並未擴散到注射部位之外,不會保護腫瘤本身,因此放療仍有效打擊癌細胞。
研究團隊正計畫開發不會引起人體免疫系統不良反應的 DSUP 蛋白,若團隊未來工作取得進展,可能有 5~6 成接受放療的癌症患者因此受益;此外,這種蛋白質甚至可能用來保護太空人不受太空輻射侵害。
新論文發表在《自然生物醫學工程》(Nature Biomedical Engineering)期刊。
- A Protein Borrowed From Tardigrades Could Give Us Radiation Body Armor
- Tardigrade Protein Could Soon Make Cancer Patients More Radiation Proof
- A protein from tiny tardigrades may help cancer patients tolerate radiation therapy
(首圖來源:麻省理工學院)