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新文章揭秘珍稀抗癌中藥

2018-01-08 來(lái)源:轉化醫學(xué)網(wǎng)  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:這項工作提供了一個(gè)極好的例子演示如何應用化學(xué)來(lái)解決人類(lèi)健康問(wèn)題。她認為自己開(kāi)發(fā)的這一技術(shù)找到了八角蓮中可以適用于廣泛其他植物和藥物的信號通路。

   當前我們服用的許多治療疼痛、對抗癌癥或預防疾病的藥物最初都是在植物中被發(fā)現,其中的一些植物或是難于培養或現已成為瀕危植物。在許多情況下,這些植物仍然是藥物的主要來(lái)源。

 
  現在來(lái)自斯坦福大學(xué)的化學(xué)工程學(xué)助理教授ElizabethSattely及她的研究生WarrenLau從一種珍稀瀕危中草藥中分離出了生成廣泛使用癌癥藥物的機器。隨后他們將這一機器置于一種常見(jiàn)的、易于培育的實(shí)驗室植物中生成了這種化學(xué)藥物。這一技術(shù)有潛力應用于其他的植物和藥物,從而為這些藥物提供了一個(gè)更廉價(jià)及穩定的來(lái)源。
 
  Sattely說(shuō):“人們一直在研磨植物來(lái)尋找一些新化學(xué)藥物及長(cháng)時(shí)間測試它們的活性。令我們震驚的是,當前有許多植物天然產(chǎn)物被用作藥物,我們必須要培育出這種植物,然后分離出化合物。”
 
  在發(fā)表于9月10日《科學(xué)》(Science)雜志上的一項研究中,Sattely和她的研究小組利用一種新技術(shù)鑒別出了在一個(gè)分子組裝線(xiàn)上協(xié)同作用生成抗癌藥物的蛋白質(zhì)。隨后研究小組證實(shí),這些蛋白質(zhì)可以在這種植物外生成這一化合物——她們將這一機器放置到了一種不同的植物中,但她們希望最終可以在酵母中生成這種藥物。無(wú)論是植物還是酵母都可為生成這種藥物提供一種可控的實(shí)驗室環(huán)境。
 
  這項研究工作有可能會(huì )促成一些新方法來(lái)改變天然信號通路生成比自然來(lái)源更安全或更有效的衍生藥物。
 
  Sattely說(shuō):“合成生物學(xué)有很大的希望能夠操控存在于自然界中的一些信號通路,但如果我們不知道這些蛋白是什么,我們甚至無(wú)法啟動(dòng)研究努力。”
 
  發(fā)現機器
 
  Sattely選擇將焦點(diǎn)放在了一種叫做八角蓮(mayapple,又叫盾葉鬼臼)的中草藥生成的藥物上。在八角蓮中,一系列的蛋白質(zhì)以按部就班的方式起作用,生成了一種對抗天敵的化學(xué)防御物質(zhì)。在實(shí)驗室中進(jìn)行一些改造后,這種化學(xué)防御物質(zhì)就變成了廣泛使用的抗癌藥物依托泊苷(etoposide)。
 
  這一化學(xué)防御物質(zhì)的原材料是一種通常存在于葉中的無(wú)害分子。當八角蓮感受到威脅時(shí),它開(kāi)始生成構成組裝線(xiàn)的蛋白質(zhì)。這些蛋白一個(gè)接一個(gè)地添加一點(diǎn)化學(xué)成分,減去一點(diǎn)化學(xué)成分,在最終的修修改改分子之后,將無(wú)害的原材料轉變?yōu)榱嘶瘜W(xué)防御物質(zhì)。
 
  要闡明在八角蓮葉的許多蛋白質(zhì)中哪一個(gè)參與了這一信號通路是一個(gè)挑戰,Sattely一開(kāi)始就認識到她需要尋找的蛋白質(zhì)并不總是存在于葉片中。“只有當葉片受損時(shí)才會(huì )生成這一分子,”她說(shuō)。
 
  如果只在受傷后才會(huì )生成這一分子,那么生成這一分子的蛋白質(zhì)有可能也只在受傷后存在。
 
  問(wèn)題是“受傷后存在于那里的所有分子都是什么?”Sattely說(shuō)。
 
  結果表明在損傷八角蓮的葉片后,出現了31種新蛋白質(zhì)。Sattely和她的研究小組將這些蛋白質(zhì)進(jìn)行各種組合,最終發(fā)現了有10種蛋白構成了完整的組裝線(xiàn)。她們將這10種蛋白的編碼基因置于一種常見(jiàn)實(shí)驗室植物中,于是這一植物開(kāi)始生成她們一直尋求的化學(xué)藥物。
 
  從酵母中獲得藥物
 
  Sattely的最終目標并非簡(jiǎn)單地將來(lái)自一種植物的分子機器移到另一種植物。現在她證實(shí)了這一分子機器可在八角蓮外起作用,Sattely希望可以將這些蛋白置于能在實(shí)驗室大缸中培養的酵母內,從而更好地提供穩定的藥物來(lái)源。
 
  在酵母中生成藥物還提供了從植物中分離藥物缺乏的一些靈活性。Sattely說(shuō):“我們只能利用植物提供給我們的。”
 
  在酵母中,科學(xué)家們可以改造基因來(lái)生成功能略有不同的蛋白。例如,他們可以除去一點(diǎn)化學(xué)物質(zhì)或添加稍微大點(diǎn)的一條側鏈,或是精細地改變最終藥物的功能。
 
  或許還有可能提供給酵母略有不同的起始產(chǎn)物,由此改變這一分子組裝線(xiàn)生產(chǎn)的化學(xué)藥物。這種方法為調整現有藥物以改進(jìn)它們提供了一條途徑。
 
  Sattely說(shuō),這項工作提供了一個(gè)極好的例子演示如何應用化學(xué)來(lái)解決人類(lèi)健康問(wèn)題。她認為自己開(kāi)發(fā)的這一技術(shù)找到了八角蓮中可以適用于廣泛其他植物和藥物的信號通路。
 
  “我的興趣就是從對人類(lèi)健康重要的植物中鑒別出一些新分子和信號通路,”她說(shuō)。
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