科学家在研究一种名为肼屈嗪(hydralazine)的现有降压药时,意外发现它可能具有对抗癌症的潜力。
肼屈嗪自1950年代起用于治疗高血压,但其确切作用机制至今未明。参与该研究的宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)医师科学家志村恭介(Kyosuke Shishikura)在大学新闻稿中表示:“它源自药物发现的‘前靶点’时代,当时研究人员先观察患者反应,再尝试解释背后的生物学原理。”
志村恭介与研究团队发现,肼屈嗪直接作用于一种微小但关键的酶——2-氨基乙硫醇双加氧酶(2-aminoethanethiol dioxygenase, ADO)。该酶如同细胞氧传感器,在低氧环境下帮助细胞存活,从而助长胶质母细胞瘤等快速生长的肿瘤。胶质母细胞瘤是一种具有高度侵袭性、治疗抵抗性强且极易复发的脑癌。
在胶质母细胞瘤等快速生长的癌症中,肿瘤细胞增殖速度过快导致血液供应不足,部分区域出现缺氧。普通细胞在低氧环境中会死亡,但肿瘤细胞会启动特殊生存系统以维持分裂,其中就涉及ADO酶。宾夕法尼亚大学化学系助理教授、本研究成员梅根·马修斯(Megan Matthews)在新闻稿中指出:“ADO就像氧气下降时立即响起的警报铃。”
研究团队运用X射线晶体学等高级技术分析分子结构,确定了肼屈嗪与ADO的结合方式。他们发现,肼屈嗪通过与ADO结合使其失活,从而关闭细胞的氧应答系统——对癌细胞而言,这迫使它们停止分裂。
为验证这一发现,团队在实验室中用肼屈嗪处理人类胶质母细胞瘤细胞。三天后,细胞停止增殖并变得更大更扁平,进入一种称为“衰老”(senescence)的永久“休眠状态”。研究人员指出,尽管该药物未直接杀死细胞,但剥夺了其生长和扩散能力。
纪念斯隆-凯特琳癌症中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)表示,这对控制胶质母细胞瘤等极难治疗且常在手术和化疗后复发的癌症是重大进展。由于肼屈嗪已获美国食品药品监督管理局(FDA)批准,研究人员认为其再利用为癌症疗法的速度可能远快于全新药物。
不过,研究人员强调,目前实验仅限细胞培养,尚未在动物或人体中进行。下一步将测试在活体系统中安全有效地阻断ADO的可能性。新闻稿指出,该发现仅是药物再利用的起点,尚未成为临床治疗方案。马修斯表示:“在分子层面理解肼屈嗪的作用机制,为开发更安全、更具选择性的治疗方法提供了路径。”
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