西北大学研究人员开发出突破性癌症治疗策略,不直接攻击肿瘤细胞,而是通过消除其适应性进化能力破解耐药性。这项发表于《美国国家科学院院刊》的研究显示,该方法在动物实验中使化疗效果提升两倍。
由生物医学工程教授Vadim Backman领导的团队发现,癌细胞通过改变染色质三维结构储存"转录记忆",这种物理存储机制使其具备超强适应性。研究人员通过药物干预染色质包装,成功阻断癌细胞应对治疗的适应性进化。
"癌细胞最可怕的能力不是分裂,而是其进化智慧。"Backman教授指出,"它们能逐步适应免疫系统攻击、化疗、放疗等所有治疗手段。我们的方法不是杀死癌细胞,而是删除它们的生存秘籍——可塑性编码系统。"
染色质可塑性破解
研究团队通过成像技术、计算机模拟和活体实验发现,染色质(DNA、RNA与蛋白质复合物)的三维空间组织方式不仅控制基因表达,还通过纳米级染色质包装域储存转录记忆。这种物理存储机制类似自学习算法,不断重组存储信息,使癌细胞获得进化优势。
当染色质包装异常时,细胞的可塑性增强,导致癌细胞更易产生耐药性。研究人员开发出基于物理原理的计算模型,成功预测不同癌细胞对化疗的耐药性反应。
临床药物的新应用
通过筛选现有药物,研究团队发现FDA批准的抗炎药塞来昔布(Celecoxib)可有效调控染色质包装。在卵巢癌小鼠模型实验中,将塞来昔布与紫杉醇(化疗药物)联用,使肿瘤生长抑制效果提升两倍。
"这种药物组合显著降低化疗剂量需求,"Backman强调,"我们使用低剂量化疗时肿瘤持续增长,但加入TPR(转录可塑性调节剂)后,疗效大幅提升。这意味着未来可能大幅减轻化疗副作用。"
疾病治疗新范式
该研究不仅开辟癌症治疗新方向,更揭示了染色质可塑性与多种复杂疾病的关系。研究人员指出,细胞记忆丢失可能是阿尔茨海默症等神经退行性疾病的重要机制,而通过调控染色质结构可能实现细胞记忆重写。
"每个细胞含有数千个染色质域,这是细胞记忆的物理载体。"Backman比喻道,"它们就像1984年的苹果电脑,存储并处理着生命的关键数据。我们的发现相当于找到了细胞记忆的源代码。"
这项研究获得美国国立卫生研究院等多家机构资助,专利技术已进入临床转化阶段。未来研究将探索该方法在血液癌、实体瘤及神经退行性疾病中的应用潜力。
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