脑癌斗士？北卡罗来纳大学科学家在普通实验室分子中发现了一种潜在的治疗方法
发布日期：北卡罗来纳大学医学院的科学家们有了一个令人惊讶的发现，一种叫做 EdU 的分子，通常在实验室实验中用来标记 DNA，实际上被人类细胞识别为 DNA 损伤，从而引发失控的 DNA 修复过程，最终被修复。对受影响的细胞（包括癌细胞）致命。
该发现发表在 美国国家科学院院刊鉴于 EdU 的毒性及其对快速分裂细胞的选择性，指出了使用 EdU 作为癌症治疗基础的可能性。
研究资深作者表示：“EdU 的意想不到的特性表明，值得对其潜力进行进一步研究，特别是针对脑癌。” 阿齐兹·桑卡博士、医学博士、博士，北卡罗来纳大学医学院生物化学和生物物理学 Sarah Graham Kenan 教授，北卡罗来纳大学莱恩伯格综合癌症中心成员。 “我们想强调，这是一项基本但重要的科学发现。科学界还有很多工作要做，以确定教育大学是否真的可以成为对抗癌症的武器。”
Aziz Sancar，医学博士、哲学博士（UNC-CH 照片）
EdU（5-乙炔基-2′-脱氧尿苷）本质上是一种流行的科学工具，于 2008 年首次合成，作为 DNA 构建模块胸苷的类似物或化学模拟物，胸苷代表腺嘌呤 DNA 代码中的字母“T”（ A)、胞嘧啶 (C)、鸟嘌呤 (G) 和胸腺嘧啶 (T)。科学家在实验室实验中将 EdU 添加到细胞中，以取代 DNA 中的胸苷。与其他胸苷类似物不同，它有一个方便的化学“手柄”，荧光探针分子可以与该手柄紧密结合。因此，它可以相对容易且有效地用于标记和追踪 DNA，例如在细胞分裂过程中 DNA 复制过程的研究中。
自 2008 年以来，科学家们就以这种方式使用 EdU 作为工具，并发表了数千项研究。桑贾尔就是这样一位科学家，他因其在 DNA 修复方面的开创性工作而获得 2015 年诺贝尔化学奖。当他的实验室开始使用 EdU 时，他的团队意外地观察到，即使没有暴露于 DNA 损伤剂（例如紫外线），EdU 标记的 DNA 也会触发 DNA 修复反应。
“这真是令人震惊，”桑贾尔说。 “所以我们决定进一步探索。”
继这一奇怪的观察之后，研究小组发现，EdU 出于尚不清楚的原因，以一种激发修复反应（称为核苷酸切除修复）的方式改变 DNA。这个过程涉及去除一小段受损的 DNA 并重新合成替代链。这是修复大多数由紫外线、香烟烟雾和改变 DNA 的化疗药物造成的损伤的机制。研究人员以高分辨率绘制了 EdU 诱导的切除修复图谱，发现它发生在整个基因组中，而且显然会一次又一次地发生，因为每个新的修复链都包含 EdU，从而重新引发修复反应。
人们已经知道EdU对细胞具有中等毒性，但其毒性机制一直是个谜。研究小组的研究结果强烈表明，EdU 通过诱导无效的切除修复失控过程来杀死细胞，最终导致细胞通过称为细胞凋亡的程序性细胞死亡过程终止自身。
Sancar 说，这一发现本身就很有趣，因为它表明研究人员使用 EdU 标记 DNA 需要考虑到它会引发失控的切除修复。
Sancar 说：“正如我们所说，数百甚至数千名研究人员在实验室实验中使用 EdU 研究 DNA 复制和细胞增殖，而不知道人类细胞将其检测为 DNA 损伤。”
Sancar 及其同事还意识到，EdU 的特性可能使其成为有效脑癌药物的基础，因为 EdU 仅在活跃分裂的细胞中才会整合到 DNA 中，而在大脑中，大多数健康细胞是不分裂的。因此，原则上，EdU 可以杀死快速分裂的癌性脑细胞，同时保留不分裂的健康脑细胞。
Sancar 和他的团队希望与其他研究人员进行后续合作，研究 EdU 作为抗癌剂的特性。
桑贾尔说：“之前的研究已经发现证据表明 EdU 可以杀死癌细胞，包括脑癌细胞，但奇怪的是，没有人对这些结果进行追踪。”
(C) UNC-CH
原文来源： WRAL 技术线