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《Nature》子刊:颠覆性治疗手段!针对染色质治疗近可全灭癌细胞!

首页 » 《转》译 2017-11-09 转化医学网 赞(6)
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导读
免疫治疗是精准治疗的前沿。我们针对癌症治疗的策略有很多,但是针对癌症治疗的药物受益并不乐观。如果针对癌细胞的表面抗原治疗有阻碍的话,我们能不能考虑换个方式去思考?就像一台电脑运转需要硬件和软件,如果把基因必做硬件的话,那么细胞内的染色质就是软件。癌细胞的运转就像电脑运转一样,需要同时启动硬件和软件。从这个思路出发:科学家将目光投向了癌细胞的软件:细胞质,并且在目前的实验阶段,已经表现出巨大的潜力。

免疫治疗是精准治疗的前沿。我们针对癌症治疗的策略有很多,但是针对癌症治疗的药物受益并不乐观。如果针对癌细胞的表面抗原治疗有阻碍的话,我们能不能考虑换个方式去思考?就像一台电脑运转需要硬件和软件,如果把基因必做硬件的话,那么细胞内的染色质就是软件。癌细胞的运转就像电脑运转一样,需要同时启动硬件和软件。从这个思路出发:科学家将目光投向了癌细胞的软件:细胞质,并且在目前的实验阶段,已经表现出巨大的潜力。


癌症治疗非一朝一夕,如果我们可以不断拓展治疗癌症的思路,往往便可以走出一条不同寻常之路。西北大学的McCormick工程学院生物医学工程的Vadim Backman教授带领团队显然走出了一条于普通抗癌之路不同的道路。


10月6日发表在《Nature Biomedical Engineering》期刊刊登这一别具一格癌症治疗策略,论文题目为“Macrogenomic engineering via modulation of the scaling of chromatin packing density”。在这篇文章中,Vadim Backman教授开拓出了一天完全不一样的抗癌道路:我们对基因的把控尚不完全,那么染色质呢?于是这一群研究人员便尝试控制和改变染色质去抑制癌细胞中与耐药性相关的基因表达,从而增强化疗、免疫疗法等治疗手段的有效性和持久性。


而这一项研究,目前实验室阶段的成果已经显示出了巨大的治疗潜力和应用前景,目前正在进行动物模型试验。


那么,就让我们一起看看,为什么我们可以通过控制和调整染色质来进行癌症治疗。


1.了解抗癌新策略,从了解染色质开始


染色质和染色体在化学组成成分上不存在差异,它是遗传物质载体在细胞分裂期间的一种形式。如果把染色体比作现在包装精美的月饼,那么染色质就像小时候没怎么包装的五仁。


那么染色质到底有什么作用呢?染色质的作用除了存储遗传物质,还负责基因的表达和沉默。


Vadim Backman教授说道:“如果我们把基因必做硬件,那么染色质就是软件。”染色质这个软件就决定了癌细胞表达什么基因,沉默什么基因。就像你打开你的电脑玩连连看,你不仅需要电脑的配置可以玩这款游戏,同时你也只有安装完成了你才可以启动。


而在癌细胞中,染色质可以增强癌细胞的耐药性基因的表达,从而抵抗癌症治疗。那么我们不妨试试从染色质入手?


2.另辟蹊径的宏观疗法!


Vadim Backman教授说道:“诸如癌症之类的复杂的疾病,其存活往往不仅仅依赖于单个基因的改变,他们的背后可能纠缠着上千个基因,这些基因有着复杂的联系,而如果我们从单一基因入手,效果往往不是很好。而我们靶向染色质的话,便可以实现在“宏观”上调控基因表达。”

高度复杂的基因网络

我们开发新药针对癌症的位点进行针对性的治疗,那么换个方向,如果我们降低了癌细胞的适应性,那么现在使用起来疗效不是很好的药物,可能将会大有作为!

从这个思路出发,Vadim Backman教授领导的团队开始从染色质着手,并且经过实验室研究,他们发现这确实是一条可以走得通的路。


Vadim Backman教授发现基因组之间的相互作用取决于其复杂的物理纳米环境。染色质的包装密度或者物理环境越杂乱无规律则其抗肿瘤药物的效果越好。

基因相互作用同染色质物理环境间的关系


那么如果我们改变染色质的密度呢?于是研究人员开始致力于改变染色质的包装密度,结果发现:癌细胞对于抗肿瘤药物的耐药性果然下降!

控制高阶染色质堆积密度的缩放可以操纵基因组包含的信息空间


研究人员说道:“城市环境影响着千万人的行为,而我们的研究证明,染色质的变化控制着基因组的集体行为。这项工作将有助于确定细胞核内的物理环境如何影响细胞基因的表达。”


那么,我们可以通过什么路径,或者什么药物来改变染色质呢?


3.多药物联用,三天内杀死近全部细胞!


研究团队发现,我们可以通过影响细胞核内的电解质来控制染色体。而在这个过程中,Vadim Backman教授开发出了一种新的疗法——Chromatin Protection Therapeutics,CPT,被称为染色质防护疗法。这种疗法就在于打破染色质的防护来杀死癌细胞。


研究团队发现了已经获批的两种药物可以用来改变染色质的属性,这两种药物分别为Celecoxib(塞来昔布,治疗关节炎)、Digoxin(地高辛,治疗心脏病)。研究发现,这两种药物联用的话,在2~3天内,几乎杀死了所有的癌细胞!


两种药物联用,化疗几乎杀死了所有的癌细胞

如果这项研究可以在动物模型中同样成立的话,那么癌症的治疗壁垒将被大大的降低!


最关键的是如果这项研究真的成功的话,那也就意味着我们可以通过改变染色质来控制基因类型的疾病,不仅仅局限于癌症这一个区域,对于其他的癌症的话也具备同样的效果!这项研究将会大大的改变目前的临床研究和治疗结果。


再多一句,任何疾病几乎都牵扯到染色体的变化,而如果我们从染色质入手真的可以解决这个问题的话,那么很多其他问题也会得以解决,包括目前极为棘手的阿尔兹海默症。


编者语:我们期待医疗科研的每一次进步和创新,因为这都意味着人类的生活会变得更加美好,不再受众多疾病的困扰,为研究团队点赞!


参考资料:1.For the first time, researchers control cells' chromatin to prevent cancer from adapting to treatment

2.Macrogenomic engineering via modulation of the scaling of chromatin packing density



点击阅读原文,查看原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41551-017-0153-2


(转化医学网360zhyx.com)

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