研究癌症腫瘤的“致命弱點”為新的治療策略鋪平道路

據外媒報道,不列顛哥倫比亞大學醫學系和不列顛哥倫比亞省癌症研究所的研究人員發現了一種關鍵酶的弱點,這種酶是實體瘤癌細胞在氧氣水平低下時賴以適應和生存的。該研究結果於2021年8月27日發表在《科學進展》上,將幫助研究人員開發新的治療策略,以限制實體瘤的發展,實體瘤代表了身體中出現的大多數腫瘤類型。

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實體瘤依靠血液供應來輸送氧氣和營養物質,幫助它們生長。隨着腫瘤的發展,這些血管無法向腫瘤的每個部分提供氧氣和營養,這導致了低氧區域。隨着時間的推移,這種低氧環境導致了腫瘤細胞內酸的積聚。

為了克服這種壓力,細胞通過釋放中和其環境的酸性條件的酶來適應,使細胞不僅能夠生存,而且最終成為能夠擴散到其他器官的更具侵略性的腫瘤形式。這些酶之一被稱為碳酸酐酶IX(CAIX)。

“癌細胞依賴CAIX酶生存,這最終使它成為它們的’阿喀琉斯之踵’。通過抑制其活性,我們可以有效地阻止細胞生長,”該研究的資深作者、UBC大學醫學院生物化學和分子生物學系教授、不列顛哥倫比亞省癌症協會傑出科學家Shoukat Dedhar博士解釋道。

Dedhar博士和他的同事們以前發現了一種獨特的化合物,稱為SLC-0111,目前正在進行第一階段的臨床試驗評估,是CAIX酶的一種強大的抑製劑。雖然乳腺癌、胰腺癌和腦癌的臨床前模型已經證明了這種化合物在抑制腫瘤生長和擴散方面的有效性,但其他細胞特性削弱了其有效性。

在這項研究中,包括Dedhar博士實驗室副研究員Shawn Chafe博士在內的研究小組,與Franco Vizeacoumar博士和薩斯喀徹溫大學的研究人員一起,着手研究這些細胞特性,並利用一種被稱為全基因組範圍內合成致死篩選的強大工具來確定CAIX酶的其他弱點。這種工具着眼於癌細胞的遺傳學,每次系統地刪除一個基因,以確定是否可以通過消除CAIX酶和另一個特定基因來殺死癌細胞。

據Dedhar博士說,他們的檢查結果令人驚訝,並指出了控制一種稱為“鐵死亡”(ferroptosis)的細胞死亡形式的蛋白質和過程的意外作用。這種形式的細胞死亡發生在鐵積累並削弱了腫瘤的代謝和細胞膜的時候。

“我們現在知道,CAIX酶阻止癌細胞因鐵中毒而死亡,”Dedhar博士說。“將CAIX的抑製劑,包括SLC-0111,與已知的帶來“鐵死亡”的化合物相結合,會導致災難性的細胞死亡,並削弱腫瘤的生長。”

目前,國際上正在進行一項大規模的努力,以確定能夠誘導鐵蛋白形成的藥物。這項研究是在這一探索中向前邁出的重要一步。

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