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寨卡病毒能杀死脑癌干细胞

来源:http://www.amwnsr63.com 作者:8040娱乐威尼斯人 时间:2020-01-30 06:13

马萨诸塞州Chestnut Hill(5/30/2019) - 研究人员配对了专门的饮食和抗肿瘤药物,发现这种无毒组合有助于摧毁在侵袭性脑癌中发现的两种主要细胞,团队自然杂志通讯生物学在线版报道。

会对胎儿大脑造成严重伤害的寨卡病毒,有一天可能成为治疗致命脑癌——胶质母细胞瘤的一种有效手段。美国圣路易斯华盛顿大学和加州大学圣地亚哥分校的一项新研究称,寨卡病毒能够针对性地杀死胶质母细胞瘤中的干细胞,其与常规治疗手段结合,或可提高此类癌症患者的生存几率。

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胶质母细胞瘤是一种侵袭性原发性人类脑肿瘤,几十年来一直抵制有效的医学治疗和干预。目前的手术,化学疗法和放射治疗组合的护理标准使中位预期寿命为15至16个月,通常具有使人衰弱的副作用。

寨卡病毒能杀死脑癌干细胞

改良癌症药物可饿死肿瘤 同时能刺激免疫细胞攻击肿瘤细胞 T细胞扑向肿瘤细胞,这是被一种新药刺激的结果。图片来源:KATERYNA KON/SCIENCE SOURCE肿瘤就像一头猪,吞噬着营养物质,从而为它们失控的生长提供能量。几十年来,研究人员一直试图开发出新药物,切断它们的粮食供应。11月8日发表的一项研究表明,一种失败的抗癌药物的升级版不仅能够阻止肿瘤细胞摄取一种必需的营养物质,而且还能刺激免疫细胞攻击肿瘤细胞的生长。这是一篇非常引人注目的论文。并未参与该项研究的美国达拉斯市得克萨斯大学西南医学中心癌症生物学家Ralph DeBerardinis说,只需一种药物,你就可以让肿瘤细胞挨饿,同时增强免疫细胞。肿瘤细胞吃东西是为了获取对生存和复制至关重要的分子,但它们的暴饮暴食也会把周围环境变成一条酸性、缺氧的壕沟,从而阻碍免疫细胞消灭这些肿瘤细胞。名为谷氨酰胺的氨基酸是许多肿瘤大量需要的一种营养物质,它为制造分子,如脱氧核糖核酸、蛋白质和脂质提供了基础。谷氨酰胺对细胞新陈代谢非常重要。马里兰州巴尔的摩市约翰斯霍普金斯大学医学院免疫学家Jonathan Powell说。从20世纪50年代开始,研究人员就试图改变肿瘤对谷氨酰胺的依赖,并开发了阻断其代谢的药物。例如,一种名为DON的细菌衍生化合物通过抑制几种帮助肿瘤细胞摄取谷氨酰胺的酶从而杀死肿瘤。然而,在临床试验中,这种药物引发了包括恶心和呕吐在内的严重副作用,因此从未获得批准。如今,Powell和他的同事已经研制了一个新版本的DON,可能更容易被胃吸收。这种药物携带了两个化学基团,从而使其保持惰性直至到达肿瘤附近。在那里,通常在肿瘤周围游荡的酶会移除这些分子的手铐,进而释放药物到肿瘤细胞中。Powell说,利用这种方法,绝大多数的活性药物都能够到达我们想要去的地方。为了测试他们的新化合物,Powell和同事将4种类型的肿瘤细胞注射到小鼠体内,从而诱发了肿瘤。然后研究人员给一些啮齿动物注射了下一代DON。科学家在最新出版的《科学》杂志上报告说,这种药物对所有4种肿瘤都有效。例如,在未经治疗的小鼠体内,结肠癌肿瘤在大约3周后增长了5倍以上。但接受了DON治疗的啮齿动物,则肿瘤缩小,并几乎消失。研究人员发现,这种药物不仅能抑制谷氨酰胺的代谢,还扰乱了细胞生物化学的其他方面,比如它们利用葡萄糖的能力。靶向肿瘤细胞代谢药物的一个问题是,它们也会毒害正常细胞,包括与肿瘤作斗争的免疫细胞。但是Powell和同事发现,他们的DON可以加速T细胞摧毁肿瘤细胞的进程。科学家发现,被DON夺取了谷氨酰胺的T细胞可以用一种替代来源转换合成DNA和其他关键分子所需的原材料,而肿瘤细胞却不能这样做。Powell说,有了DON的新版本,我们破坏了肿瘤增殖和逃避免疫系统的能力。印第安纳波利斯市印第安纳大学医学院肿瘤生物学家Ji Zhang说,这项研究的结果令人惊讶,但却是一个很好的发现。这篇论文首次表明,T细胞和肿瘤细胞对谷氨酰胺抑制的反应是不同的。德国柏林市马克斯德尔布鲁克分子医学中心生物化学家Stefan Kempa说:这种化合物不能抑制T细胞,这真是一个奇迹,它可能使这种药物成为一种癌症治疗方法。但他警告说,在小鼠实验中表现出色的药物通常都不会在人体中发挥作用,但如果这种化合物能被转化用于人类,它将有一个光明的未来。而这一光明的未来有可能在明年开始Powell说,届时将开始进行药物的人体安全测试。相关论文信息:

波士顿大学教授说,生酮饮食和抗生素6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸 - 首次在1956年被称为DON - 提供了一种无毒的治疗策略,可用于治疗致命的脑癌。生物学Thomas N. Seyfried,波士顿学院高级研究科学家Purna Mukherjee的论文的第一作者。

研究人员5日在《实验医学杂志》上发表论文称,寨卡病毒会绕过大部分肿瘤细胞而专门攻击胶质母细胞瘤中的干细胞,这恰好与目前手术后化疗或放疗这种常规治疗手段形成互补。后者虽能杀死大部分肿瘤细胞,但会遗留少量胶质母细胞瘤干细胞,这些干细胞会继续分裂,导致癌症复发。

他们在文章中写道,研究人员探讨了以胶质母细胞瘤主要是由发酵驱动的线粒体代谢疾病为证据的治疗方法,发现该组合能够穿透血脑屏障,保护大脑免受伤害和干预。将卡路里限制性生酮饮食和谷氨酰胺靶向结合在晚期实验性胶质母细胞瘤中的治疗效果。

为验证寨卡病毒的这种能力是否有助于活体动物脑癌的治疗,研究人员进行了小鼠实验。他们分别将病毒和安慰剂直接注射到癌症小鼠的脑肿瘤中。两周后检测显示,注射病毒的小鼠肿瘤要明显小于注射安慰剂的小鼠;后续研究则表明,它们比后者活得更长。

Seyfried说,进一步探索该组合的后续步骤将是确定是否也可以在其他恶性癌症中看到为胶质母细胞瘤发现的饮食

药物治疗协同作用,因为葡萄糖和谷氨酰胺是驱动大多数(如果不是所有)恶性癌症的关键燃料,无论细胞或组织来源。

研究人员表示,他们在后续研究中将会引入更多的突变,使病毒对先天免疫反应更敏感,最终达到病毒无法致病的程度。这样,用寨卡病毒治疗胶质母细胞瘤的设想,或终将实现。

国际团队将高脂肪和低碳水化合物的卡路里限制饮食与抑制肿瘤的抗生素结合起来,发现该组合可以破坏癌症干细胞和间充质细胞,这是胶质母细胞瘤中的两种主要细胞,这是一种快速移动的脑癌,可抵抗传统治疗方案。

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来自波士顿学院,哈佛医学院,Berg LLC,委内​​瑞拉苏利亚大学和匈牙利布达佩斯大学的团队研究了小鼠的饮食 - 药物干预,这是小鼠胶质母细胞瘤最接近的模型。

研究人员称,要用寨卡病毒治疗人类脑癌,需将病毒直接注入大脑。这一想法看似疯狂,但研究人员认为是安全的,因为寨卡病毒的主要目标——神经祖细胞主要存在于胎儿大脑中,在成年人大脑中很少见。成年人即使感染了寨卡病毒,症状也不会很严重。此外,他们的研究表明,寨卡病毒不会感染非癌性脑细胞。

在他们的新研究中,研究人员给予谷氨酰胺拮抗剂DON,与卡路里限制的生酮饮食相配合,以治疗大脑中的晚期肿瘤生长。Seyfried说,DON的目标是生物化学缺失的环节

而为进一步解决安全问题,研究人员还研究了突变病毒的效用。结果显示,被削弱了感染能力的突变病毒仍能够在肿瘤细胞中生长,但在健康细胞中会被迅速消除。虽然这种突变病毒不如原始病毒有效,但一样能杀死胶质母细胞瘤干细胞。

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致病病毒也可治病

  • 谷氨酸反应 - 而生酮饮食既降低葡萄糖又提升不可发酵和神经保护的酮体。

他人的砒霜,我的灵药。划破手的利刃,用对了地方就是手术刀。2016年臭名昭著的寨卡病毒,谁料竟然如此快就被纳入了药物的编制。科学家一旦知道它能够破坏幼年的脑细胞,就想到可以对付化疗也杀不死的捣蛋的幼年细胞。机会属于有理性的人,知其所以然才能化凶神为福神。

饮食 - 药物治疗策略杀死肿瘤细胞,同时扭转疾病症状,提高整体小鼠存活率,Seyfried说。治疗策略还可以减轻水肿,出血和炎症。此外,限制卡路里的生酮饮食有助于向大脑输送DON,并且可以降低剂量以达到治疗效果。

除了Seyfried和Mukherjee之外,该研究的共同作者还包括波士顿学院化学系质谱中心的Marek A. Domin和前本科研究员Zachary M. Augur;Berg LLC的Michael A. Kiebish,哈佛医学院的Rodney Bronson;委内瑞拉苏利亚大学的Gabriel Arismendi-Morillo;和匈牙利布达佩斯大学的Christos Chinopoulos。

在去年12月的一份报告中,Seyfried及其同事将谷氨酰胺发酵确定为1931年由诺贝尔奖获得者Otto Warburg首先提出的癌症代谢理论中的缺失环节。与癌症由细胞核中的基因组不稳定性决定的理论相反。细胞,癌症的代谢理论认为,癌症的致命途径始于线粒体,细胞在其中产生能量。

我们感到惊讶的是,限制性生酮饮食有助于通过血脑屏障传递DON,Seyfried说,他是脂质生物化学家,也是癌症作为代谢疾病一书的作者(Wiley,2012)。从这项研究和我们之前使用另一种药物的研究中可以看出,限制性生酮饮食可以被认为是一种新的大脑药物传递系统。没有任何药物可以做到这一点。

Seyfried说,碳水化合物葡萄糖和氨基酸谷氨酰胺是人体内可以驱动胶质母细胞瘤生长的两种主要可发酵燃料,以及大多数癌症。然而,相对较少的研究同时将这些燃料作为胶质母细胞瘤治疗管理的候选者。

研究结果支持葡萄糖和谷氨酰胺在驱动胶质母细胞瘤生长中的重要性,并为无毒代谢管理提供治疗策略,Seyfried说道,他在整个职业生涯中一直在寻找替代癌症治疗方法。

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