美国西北大学的工程师开发出一种控制癌症的新方法,使化疗效果在动物实验中提升一倍。该技术不直接攻击癌细胞,而是通过抑制其适应性进化能力,让现有药物更高效发挥作用。研究显示,这种创新方法在实验室测试中几乎完全根除癌细胞,并使卵巢癌小鼠模型的化疗效果增强。
"癌细胞是卓越的适应者,"领导该研究的西北大学瓦迪姆·巴克曼(Vadim Backman)表示,"它们能适应免疫系统、化疗、免疫疗法和放射治疗。当癌细胞产生耐药性后,它们存活时间延长并产生突变。我们没有直接杀死癌细胞,而是剥夺了它们适应、改变和逃逸的超能力。"
研究团队发现,染色质(包含DNA、RNA和蛋白质的复合物)的三维空间排列不仅控制基因表达,还允许细胞将基因转录模式的记忆物理编码在染色质结构中。这种自学习系统通过形成数千个纳米级染色质包装域存储细胞记忆。当染色质包装紊乱时,细胞展现出更强的适应性,导致化疗耐药。
通过开发新的计算模型,研究人员利用物理原理分析染色质包装对抗癌细胞化疗存活率的影响。在筛选现有药物化合物后,团队选择了FDA批准的抗炎药西乐葆(celecoxib),该药物具有调节染色质包装的副作用。实验表明,将西乐葆与紫杉醇(常用化疗药物)联合使用,可使卵巢癌小鼠模型的肿瘤生长抑制效果提升一倍。
巴克曼指出,该策略可能使医生为患者开具更低剂量的化疗方案,从而减轻化疗的严重副作用。"许多患者因难以承受化疗痛苦而放弃治疗,降低毒性可能改变这个选择。"
研究团队还发现,调控染色质构象可能为治疗心血管疾病、神经退行性疾病等提供新方案。研究揭示,细胞的"记忆丢失"可能是多种21世纪重大疾病的根源。通过重新编程染色质构象,有望恢复细胞正常功能,为阿尔茨海默病等疾病带来新疗法。
"我们的每个细胞都携带数千个染色质域,这些物理元素存储着转录记忆,"巴克曼强调,"细胞维持记忆的能力等同于1984年苹果电脑的计算复杂度。这项发现揭示了细胞记忆的源代码,为治疗多种重大疾病提供了全新方向。"
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