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哈佛研究:花椰菜中的一種分子 真的可抑制癌症

2019-05-17 16:23元氣網 學術經緯

今日,頂尖學術期刊《科學》上刊登了一篇重磅論文。由哈佛大學科學家領銜的一支科研團隊發現,花椰菜十字花科植物中的一種天然分子,真的可以抑制腫瘤生長!

花椰菜。圖/農糧署提供
花椰菜。圖/農糧署提供

我們知道,癌症的發病有很多種原因,其中很多病例的背後是基因突變。如果致癌基因發生突變,變得過於活躍,就會驅動癌症的發生。同理,如果抑癌基因發生突變,失去功能,也一樣會促進癌症的發展。

在諸多抑癌基因中,PTEN是人類癌症裡最常發生突變的基因之一。一旦它的功能受到影響,就會損害人體的抑癌能力。先前的研究也證實了這一點:人們發現,在癌細胞裡,PTEN蛋白水平有著明顯降低。這也從側面說明,這種抑癌基因的確和癌細胞水火不容。

那麼問題來了。如果我們能重塑PTEN的正常水平,是否就能釋放它的抑癌活性,從而預防癌症發生?

為了回答這個問題,我們首先要知道為啥癌細胞裡的PTEN活性會出現降低。在小鼠模型和人類細胞中,科學家們做了一系列的實驗。通過免疫沉澱和質譜分析,他們發現一種叫做WWP1的E3泛素連接酶會與PTEN蛋白直接結合。而通過給PTEN蛋白添加泛素,WWP1能夠阻礙PTEN的雙聚化和膜定位,從而影響它的抑癌功能。

有趣的是,WWP1在包括前列腺癌、乳腺癌、以及肝癌等多種癌症裡,都會出現過表達的現象。這也再次證實它在癌症發病中扮演了重要的角色。

黃金花椰菜。 記者王昭月/攝影
黃金花椰菜。 記者王昭月/攝影

順著這個發現,科學家們很自然地想到,如果能抑制WWP1的功能,或許就能解放PTEN,讓它重新恢復對癌症的抑制。通過分析WWP1的結構,並輔以模擬計算,科學家們發現一種叫做「吲哚-3-甲醇」 (indole-3-carbinol,I3C)的天然化合物能有效抑制WWP1的功能,而I3C在花椰菜等十字花科植物中非常普遍。

「我們發現了一個驅動癌症發展的重要成員,」本研究的通訊作者,哈佛醫學院的Pier Paolo Pandolfi教授說道:「 而這個酶能夠被花椰菜和其他十字花科中的一種天然化合物所抑制。 」

當然,計算模擬的結果並不能當作最終結論。這種化合物能否抑制腫瘤生長,還需要通過動物實驗來證實。於是,研究人員們選用了一種過量表達MYC的小鼠模型作為實驗對象——基因調控網路的分析結果表明,過量表達MYC,就會在小鼠體內帶來大量WWP1,從而損害抑癌能力,誘發癌症的發生。

而I3C的治療,真的可以抑制癌症!在這些小鼠模型中,只需接受一個月的I3C治療,就能顯著縮小腫瘤的體積。而生化實驗也表明,I3C可以抑制WWP1對PTEN的泛素化修飾,從而讓PTEN回到它應出現的部位,實行它應有的抑癌功能。

一個月的I3C治療,能夠縮小小鼠腫瘤的體積。
一個月的I3C治療,能夠縮小小鼠腫瘤的體積。

這些結果也再次表明,在花椰菜等十字花科植物中常見的I3C,能夠以研究人員們所預期的方式,恢復PTEN的抑癌功能。

這項研究在發表後,引來了許多關注。而《科學》雜誌也特地為其撰寫專題報導,介紹這一發現的潛在應用價值。

當然,我們也需要強調,「來源於花椰菜的分子」能夠抑制癌症,並不代表「吃花椰菜」就能預防癌症。本研究的第一作者Yu-Ru Lee博士也指出,如果要按等量換算,要達到潛在的抗癌效果,每天大概要生食將近6斤十字花科的蔬菜,這顯然並不現實。

也正如Pandolfi教授所言,這一研究的意義,不在於「多吃花椰菜」,而在於揭示了一條重要的信號通路,且提供了一個被證實的抗癌靶點。在這些發現下,我們有望開發出更有效,更專一的WWP1抑製劑,帶來能真正抑制癌症的藥物!

Source

花椰菜
十字花科
癌細胞
腫瘤
抗癌

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