日本理化学研究所(RIKEN)研究团队于10月2日在《自然通讯》(Nature Communications)期刊发表突破性研究成果,成功开发出在体内改变蛋白质“身份识别”的技术,为癌症标靶治疗带来革命性进展,有望大幅提升疗效并降低副作用。
据《每日科技网》(scitechdaily)报道,这项技术的核心在于操控血液中含量最丰富的蛋白质——白蛋白(albumin)表面的糖类分子(glycans)标记,进而精准控制白蛋白与不同组织的结合能力。研究团队先前已发现,不同糖类标记模式能引导白蛋白与特定组织结合:A模式标记的白蛋白能与人类结肠癌细胞结合,并经由膀胱排出;B模式标记的白蛋白则会被肝脏吸收,再经由肠道排出。
RIKEN团队的创新之处在于,他们成功研发出在体内改变白蛋白糖类标记的方法。研究人员运用“点击化学”(click chemistry)中的“点击释放”(click-to-release)反应,巧妙地达成目标:他们先将A模式标记附著于白蛋白,制造出“白蛋白-1”;再设计一种“转换载体”,携带B模式标记,并设计一个与白蛋白-1 上的标记“配对”的分子。
当注射入体内的“白蛋白-1”与“转换载体”相遇时,如同钥匙开锁般,“点击释放”反应发生,B模式标记便取代了部分A模式标记,形成同时具 A、B两种标记的新型白蛋白——“白蛋白-2”。
为验证此技术,研究团队进行小鼠实验,将萤光蛋白标记的“白蛋白-1”注射入小鼠血液中。实验分为两组:一组同时注射“白蛋白-1”和“转换载体”;另一组仅注射“白蛋白-1”。 结果显示,同时注射两者的组别,萤光主要出现在肠道,与直接注射“白蛋白-2”的结果一致,证明了体内标记转换的成功。仅注射“白蛋白-1”的组别,萤光则仅出现在血液、膀胱和尿液中。
更进一步的实验模拟了药物递送与清除的过程。研究人员将“白蛋白-1”注射到小鼠结肠肿瘤,10分钟后再注射或不注射“转换载体”。 无论是否注射“转换载体”,“白蛋白-1”都能成功附著在肿瘤细胞。 然而,注射“转换载体”的小鼠组别,白蛋白在5小时内迅速从肿瘤部位转移到肠道并排出体外;未注射“转换载体”的小鼠组别,“白蛋白-1”则持续停留在肿瘤部位。
这项技术利用生物相容性高的反应,安全性高,未来有望彻底革新癌症治疗,并应用于其他疾病的治疗,为精准医疗开创崭新局面,此技术也为开发多功能药物提供了新的可能,让药物能精准抵达目标部位,执行不同治疗任务后再安全排出体外,降低副作用,提升疗效。