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古老的藻类为癌症提供了新希望

2019-12-13 41藻类

一团光滑的海藻能成为下一种抗癌药物的关键吗?根据对一种独特的蓝藻群落产生的化合物的最新研究,答案可能是肯定的,古老的藻类为癌症提供了新希望。

古老的藻类为癌症提供了新希望

古老的藻类为癌症提供了新希望,这种化合物被称为coibamide A,是8年前由俄勒冈州立大学的潜水科学家Kerry McPhail博士发现的。一项新的研究表明,coibamide A在小鼠和细胞培养中具有强大的抗癌活性,这些细胞培养可模拟脑瘤和三阴性乳腺癌,这两种癌症是最具侵袭性和最难治疗的类型。

在自然界发现的“化学多样性一直是一个重要的灵感来源药物的设计和开发,尽管植物的药用价值已经认出了几千年来,海洋环境保持相对人迹罕至,”俄勒冈州立大学药理学副教授、这项新研究的主要作者Jane Ishmael博士说。“我们认为,通过这种化合物,大自然已经找到了一种方法来瞄准与肿瘤生长相关的某些特定蛋白质。”

Ishmael将在2016年实验生物学期间的美国药理和实验治疗学会年会上展示这项研究。

研究背景

McPhail专门研究蓝绿藻,在世界各地潜水寻找有趣的物种。他在巴拿马科伊巴国家公园潜水时收集了这些藻类。结果证明,它是至少三种藻类的混合体,在水流湍急的地区,它们一起生长在岩石上。除了巴拿马,在红海和南非海岸也发现了类似的藻类群落。蓝藻或蓝藻细菌已经存在了至少20亿年,是地球上最古老的生命形式之一。

研究内容

在McPhail从原始的藻类样本中分离出coibamide A后,它通过国家癌症研究所的筛选系统,在60种不同类型的癌症中寻找潜在的抗癌活性。Coibamide A的活性模式是其他任何化合物都无法比拟的,这表明它可能能够通过一种不同于任何现有药物的作用机制来抗击癌症。

筛查结果显示,coibamide A能够杀死多种类型的癌细胞,但Ishmael决定将后续研究重点放在两种类型上——脑瘤或胶质母细胞瘤,以及一种名为三阴性乳腺癌的乳腺癌亚型。

Ishmael说:“许多其他类型的癌症患者已经有了一些非常好的治疗选择,所以我们有兴趣关注一些在药物开发方面没有那么成功的癌症。”“例如,对许多脑瘤来说,选择余地很小,而且预后多年来一直很差。”

研究结果

在美国脑瘤协会发现基金的资助下,研究小组进行了细胞培养实验。实验表明,coibamide A切断了癌细胞与血管和其他细胞的沟通能力,最终导致细胞饥饿并死亡。在胶质母细胞瘤动物模型中,人的肿瘤细胞生长在小鼠的侧翼,用coibamide治疗可以显著减小肿瘤的大小。研究小组的下一步工作是在三阴性乳腺癌小鼠模型和脑癌小鼠模型中测试coibamide A,在脑癌小鼠模型中,胶质母细胞瘤细胞生长在大脑中,而不是侧翼。

后续研究方向

胶质母细胞瘤尤其难以治疗,因为这些肿瘤生长异常迅速,而且对大多数化疗药物的反应都不好。通常建议进行手术,然后进行放射治疗,但很难切除最后的癌细胞,肿瘤往往会复发。开发治疗脑瘤药物的一个挑战是,药物必须能够穿过血脑屏障,这是一种过滤机制,只允许特定类型的物质进入大脑。目前还不清楚coibamide A是否能够穿过血脑屏障,这是该团队计划在未来进行研究的一个方面。

Ishmael说,即使coibamide A本身不能进入大脑或被证明有副作用,了解其结构和作用机制可以帮助研究人员开发模仿coibamide A的作用的新药。“到目前为止,还没有一种药物在临床使用或任何临床试验中以这种方式工作。我们正利用它试图揭示一个新的途径来触发这些传统上被认为对细胞死亡有很强抵抗力的癌细胞的细胞死亡,”Ishmael说。

当日本京都大学的合作者开发出一种合成coibamide的方法后,这些研究工作最近变得容易多了。在此之前,Ishmael的团队依靠的是从自然标本中分离出来的样本,这些样本不能在实验室中生长,只能从海洋环境中获取。随着新合成的coibamide A的出现,研究小组希望能迅速将这种化合物开发成一种受自然启发的抗癌药物。

Ishmael将在4月6日(周三)举行的2016年实验生物学会议上展示他的发现。

引用

Federation of American Societies for Experimental Biology (FASEB). "Ancient Algae Offer New Hope for Hard-to-Treat Cancers." ScienceDaily. ScienceDaily, 6 April 2016.
www.sciencedaily.com/releases/2016/04/160406165753.htm.

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