圖片來自Nature, doi:10.1038/nature23284

酶聯(lián)免疫試劑盒-齊一生物

一半以上的癌癥患者接受化療，即讓患病組織接受高劑量輻射來殺死癌細胞。但是由于存在一種被稱作輻射誘導旁觀者效應（radiation-induced bystander effect, RIBE）的現(xiàn)象，即接受輻射的細胞釋放出的化學信號能夠運行一段距離從而破壞未接受輻射的健康細胞，很多患者遭受脫發(fā)、疲勞和皮膚問題等副作用。有研究提示著這種旁觀者效應可能也使得靶細胞抵抗化療。

在一項新的研究中，來自中國清華大學、福建農(nóng)林大學、中國臺灣長庚紀念醫(yī)院、美國科羅拉多大學博爾德分校和日本科學技術(shù)振興機構(gòu)的研究人員闡明了RIBE背后的機制，鑒定出接受輻射的細胞釋放的一種蛋白和該蛋白影響健康細胞的途徑。相關(guān)研究結(jié)果于2017年7月19日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標題為“Cysteine protease cathepsin B mediates radiation-induced bystander effects”。zui終，他們希望這可能導致人們開發(fā)出患者在接受化療之前能夠服用的藥物。
論文通信作者、清華大學生命科學學院/感染性疾病診治協(xié)同創(chuàng)新中心的薛定（Ding Xue）教授說，“抑制RIBE允許醫(yī)生一石二鳥。我們可能讓放療對健康細胞的不好影響zui小化，與此同時增強化療對癌細胞的殺傷能力。”
這項開展了9年的研究利用一種透明的大約由1000個細胞組成的秀麗隱桿線蟲作為一種模式生物來研究這種旁觀者效應發(fā)揮作用。
首先，為了確信RIBE在秀麗隱桿線蟲中發(fā)生，這些研究人員讓一群線蟲接受輻射，隨后獲取這些線蟲細胞分泌的物質(zhì)，并且往這些物質(zhì)中加入健康的線蟲。這些一度健康的線蟲開始表現(xiàn)出增加的胚胎死亡和其他的RIBE跡象。
這些研究人員隨后系統(tǒng)性地利用旨在破壞蛋白、DNA和RNA的試劑處理這些物質(zhì)以便確定哪種可能是關(guān)鍵的化合物和在RIBE中發(fā)揮作用。當這些物質(zhì)利用降解蛋白的蛋白酶進行處理時，接觸這些物質(zhì)的秀麗隱桿線蟲并不表現(xiàn)出RIBE跡象。
一旦發(fā)現(xiàn)導致RIBE的化合物是蛋白，這些研究人員利用一種被稱作質(zhì)譜的技術(shù)確定這些物質(zhì)中存在的哪些蛋白發(fā)揮作用。一種被稱作CPR-4的蛋白，即人組織蛋白酶B（cathepsin B）的線蟲版本，作為一種主要候選蛋白出現(xiàn)了。已知組織蛋白酶B是幾種癌癥的一種生物標志物。
這些研究人員研究了哪種生物通路能夠讓CPR-4表示從未接受輻射的健康線蟲細胞中的變化。他們鑒定出一種由胰島素樣生長因子受體DAF-2介導的通路。
為了證實這些發(fā)現(xiàn)，他們讓缺乏編碼CPR-4或缺乏編碼DAF-2的線蟲頭部接受輻射，這種旁觀者效應減弱了，但在線蟲體內(nèi)其他地方的細胞仍然保持健康。
這項研究也發(fā)現(xiàn)一個被稱作p53的腫瘤抑制基因可能在RIBE中發(fā)揮作用，促進接受輻射的線蟲細胞產(chǎn)生更多的破壞性的CPR-4蛋白。
薛定教授說，“這基本上是完整地研究動物中的RIBE背后的作用因子和機制。”他希望在未來與其 他研究人員的合作鑒定出其他的RIBE因子和機制，和協(xié)助開發(fā)抑制它們的藥物。