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新文章揭秘珍稀抗癌中藥

2018-01-08 來源:轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)  標(biāo)簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護(hù)膚
摘要:這項工作提供了一個極好的例子演示如何應(yīng)用化學(xué)來解決人類健康問題。她認(rèn)為自己開發(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(dāng)前我們服用的許多治療疼痛、對抗癌癥或預(yù)防疾病的藥物最初都是在植物中被發(fā)現(xiàn),其中的一些植物或是難于培養(yǎng)或現(xiàn)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源。

 
  現(xiàn)在來自斯坦福大學(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(jī)器。隨后他們將這一機(jī)器置于一種常見的、易于培育的實驗室植物中生成了這種化學(xué)藥物。這一技術(shù)有潛力應(yīng)用于其他的植物和藥物,從而為這些藥物提供了一個更廉價及穩(wěn)定的來源。
 
  Sattely說:“人們一直在研磨植物來尋找一些新化學(xué)藥物及長時間測試它們的活性。令我們震驚的是,當(dāng)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)鑒別出了在一個分子組裝線上協(xié)同作用生成抗癌藥物的蛋白質(zhì)。隨后研究小組證實,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(jī)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驗室環(huán)境。
 
  這項研究工作有可能會促成一些新方法來改變天然信號通路生成比自然來源更安全或更有效的衍生藥物。
 
  Sattely說:“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,我們甚至無法啟動研究努力。”
 
  發(fā)現(xiàn)機(jī)器
 
  Sattely選擇將焦點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害分子。當(dāng)八角蓮感受到威脅時,它開始生成構(gòu)成組裝線的蛋白質(zhì)。這些蛋白一個接一個地添加一點化學(xué)成分,減去一點化學(xué)成分,在最終的修修改改分子之后,將無害的原材料轉(zhuǎn)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)中哪一個參與了這一信號通路是一個挑戰(zhàn),Sattely一開始就認(rèn)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(dāng)葉片受損時才會生成這一分子,”她說。
 
  如果只在受傷后才會生成這一分子,那么生成這一分子的蛋白質(zhì)有可能也只在受傷后存在。
 
  問題是“受傷后存在于那里的所有分子都是什么?”Sattely說。
 
  結(jié)果表明在損傷八角蓮的葉片后,出現(xiàn)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(xiàn)了有10種蛋白構(gòu)成了完整的組裝線。她們將這10種蛋白的編碼基因置于一種常見實驗室植物中,于是這一植物開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(biāo)并非簡單地將來自一種植物的分子機(jī)器移到另一種植物?,F(xiàn)在她證實了這一分子機(jī)器可在八角蓮?fù)馄鹱饔茫琒attely希望可以將這些蛋白置于能在實驗室大缸中培養(yǎng)的酵母內(nèi),從而更好地提供穩(wěn)定的藥物來源。
 
  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:“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生成功能略有不同的蛋白。例如,他們可以除去一點化學(xué)物質(zhì)或添加稍微大點的一條側(cè)鏈,或是精細(xì)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生產(chǎn)的化學(xué)藥物。這種方法為調(diào)整現(xiàn)有藥物以改進(jìn)它們提供了一條途徑。
 
  Sattely說,這項工作提供了一個極好的例子演示如何應(yīng)用化學(xué)來解決人類健康問題。她認(rèn)為自己開發(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健康重要的植物中鑒別出一些新分子和信號通路,”她說。
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