科学家们发现了一种方法，可以将日常有毒霉菌产生的分子转化为高效的抗癌药物，其效力足以媲美目前一些最佳的白血病治疗方法。这一意外突破发生在研究人员重新设计来自家庭常见真菌的天然化学物质时，使其能够进入癌细胞并将其摧毁。
由宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）、莱斯大学（Rice University）及其他机构组成的团队可能已经解决了癌症药物设计中最棘手的问题之一：如何让化合物进入肿瘤细胞并在其中发挥作用。这项研究发表在《自然化学生物学》（Nature Chemical Biology）杂志上，提出了一种利用自然界中可能存在于地下室的成分开发精准抗癌药物的新方法。
从家庭霉菌到抗癌药物
这项研究围绕一组名为“asperigimycins”的天然化学物质展开，这些物质由曲霉属（Aspergillus）霉菌产生。这类霉菌通常生活在潮湿的地方，如浴室、厨房和土壤中。在自然界中，这些霉菌使用asperigimycins来抵御竞争性微生物。科学家们看到了这些复杂分子的潜力，但起初它们对癌症没有任何效果。
然而，当研究团队进行了一项微小的调整——将一个类似脂肪的小尾巴附加到该化合物的一个版本上时，情况发生了变化。这一小小的化学改动将原本弱效且无效的分子转变为一种强效的抗癌药物，即使在极低剂量下也表现出显著效果。
这种新版本被称为2-L6，在实验室测试中对白血病特别有效，它能够杀死癌细胞，而对其他细胞（如肝癌细胞和宫颈癌细胞）几乎无害。在与两种已用于治疗白血病的化疗药物——阿糖胞苷（cytarabine）和柔红霉素（daunorubicin）——的对比中，2-L6表现同样出色。
破解细胞进入的密码
设计抗癌药物的最大挑战之一是如何让它们进入肿瘤细胞。许多药物在理论上效果很好，但却无法突破细胞的外壁。这使得此次发现尤为重要。
为了弄清楚2-L6如何进入癌细胞，研究人员使用了一种名为CRISPR的工具，该工具允许他们逐一关闭基因，观察哪些基因会影响药物的作用。他们发现，一种名为SLC46A3的特定蛋白质就像一扇门，帮助药物进入细胞。
当这扇“门”缺失时，癌细胞对该药物的抵抗力提高了30倍。这意味着拥有更多这种蛋白质的癌症可能更容易用2-L6治疗，而那些缺乏这种蛋白质的癌症可能反应不佳。识别这种蛋白质可以帮助医生预测哪些患者最能从这种治疗中受益。
一旦进入细胞，2-L6通过两种方式起作用：它通过干扰癌细胞内部的支架结构（称为微管蛋白）来阻止癌细胞分裂，并破坏癌细胞用来分解受损蛋白质的系统，而这些系统正是癌细胞赖以生存的关键。
将霉菌基因转化为药物工厂
为了制造这些新药，科学家们必须了解霉菌如何自然合成asperigimycins。他们发现了一组六个霉菌基因，这些基因协同工作，像一条装配线一样构建出这种分子独特的环状结构。
最强大的化合物版本2-L6是通过在这种天然结构的基础上，在一端添加一个简单的11碳脂肪链制成的。这使得化合物更容易穿过细胞膜并到达目标。
在实验室测试中，2-L6对多种不同类型的白血病细胞有效，包括Jurkat、Mino和Molm-14细胞系。研究人员测量了杀死一半癌细胞所需的药物量，结果表明2-L6在极低浓度下始终表现出色。
这种精密工程为开发不仅有效而且更具选择性的癌症治疗打开了大门，能够在杀死癌细胞的同时保护健康细胞。由于数千种霉菌物种生产独特的化学物质，研究人员表示，还有大量潜在药物等待被发现。
(全文结束)
