腦癌鬥士？北卡羅來納大學科學家在普通實驗室分子中發現了一種潛在的治療方法
發布日期：北卡羅來納大學醫學院的科學家有了一個令人驚訝的發現，一種叫做EdU 的分子，通常在實驗室實驗中用來標記DNA，實際上被人類細胞識別為DNA 損傷，從而引發失控的DNA修復過程，最終被修復。對受影響的細胞（包括癌細胞）致命。
該發現發表在 美國國家科學院院刊鑑於 EdU 的毒性及其對快速分裂細胞的選擇性，指出了使用 EdU 作為癌症治療基礎的可能性。
研究資深作者表示：“EdU 的意想不到的特性表明，值得對其潛力進行進一步研究，特別是針對腦癌。” 阿齊茲·桑卡博士、醫學博士、博士，北卡羅來納大學醫學院生物化學和生物物理學 Sarah Graham Kenan 教授，北卡羅來納大學萊恩伯格綜合癌症中心成員。 「我們想強調，這是一項基本但重要的科學發現。科學界還有很多工作要做，以確定教育大學是否真的可以成為對抗癌症的武器。”
Aziz Sancar，醫學博士、哲學博士（UNC-CH 照片）
EdU（5-乙炔基-2′-脫氧尿苷）本質上是一種流行的科學工具，於2008 年首次合成，作為DNA 構建模組胸苷的類似物或化學模擬物，胸苷代表腺嘌呤DNA代碼中的字母「T」（ A)、胞嘧啶 (C)、鳥嘌呤 (G) 和胸腺嘧啶 (T)。科學家在實驗室實驗中將 EdU 加入細胞中，以取代 DNA 中的胸苷。與其他胸苷類似物不同，它有一個方便的化學“手柄”，螢光探針分子可以與該手柄緊密結合。因此，它可以相對容易且有效地用於標記和追蹤 DNA，例如在細胞分裂過程中 DNA 複製過程的研究中。
自 2008 年以來，科學家就以這種方式使用 EdU 作為工具，並發表了數千項研究。桑賈爾就是這樣一位科學家，他因其在 DNA 修復方面的開創性工作而獲得 2015 年諾貝爾化學獎。當他的實驗室開始使用 EdU 時，他的團隊意外地觀察到，即使沒有暴露於 DNA 損傷劑（例如紫外線），EdU 標記的 DNA 也會觸發 DNA 修復反應。
「這真是令人震驚，」桑賈爾說。 “所以我們決定進一步探索。”
繼這一奇怪的觀察之後，研究小組發現，EdU 出於尚不清楚的原因，以激發修復反應（稱為核苷酸切除修復）的方式改變 DNA。這個過程涉及去除一小段受損的 DNA 並重新合成替代鏈。這是修復大多數由紫外線、香菸煙霧和改變 DNA 的化療藥物造成的損傷的機制。研究人員以高解析度繪製了 EdU 誘導的切除修復圖譜，發現它發生在整個基因組中，顯然會一次又一次地發生，因為每個新的修復鏈都包含 EdU，從而重新引發修復反應。
人們已經知道EdU對細胞具有中等毒性，但其毒性機制一直是個謎。研究小組的研究結果強烈表明，EdU 透過誘導無效的切除修復失控過程來殺死細胞，最終導致細胞透過稱為細胞凋亡的程序性細胞死亡過程終止自身。
Sancar 說，這項發現本身就很有趣，因為它表明研究人員使用 EdU 標記 DNA 需要考慮到它會引發失控的切除修復。
Sancar 說：“正如我們所說，數百甚至數千名研究人員在實驗室實驗中使用 EdU 研究 DNA 複製和細胞增殖，而不知道人類細胞將其檢測為 DNA 損傷。”
Sancar 及其同事也意識到，EdU 的特性可能使其成為有效腦癌藥物的基礎，因為EdU 僅在活躍分裂的細胞中才會整合到DNA 中，而在大腦中，大多數健康細胞是不分裂的。因此，原則上，EdU 可以殺死快速分裂的癌性腦細胞，同時保留不分裂的健康腦細胞。
Sancar 和他的團隊希望與其他研究人員進行後續合作，研究 EdU 作為抗癌劑的特性。
桑賈爾說：“先前的研究已經發現證據表明 EdU 可以殺死癌細胞，包括腦癌細胞，但奇怪的是，沒有人對這些結果進行追蹤。”
(C) UNC-CH
原文來源： WRAL 技術線