他汀类药物会饿死癌细胞
超过3500万美国人每天服用他汀类药物来降低他们血液中的胆固醇水平。现在,在实验室中用人类细胞进行的实验中,约翰·霍普金斯医学院(Johns Hopkins Medicine)的研究人员提供了越来越多的证据,证明这种无处不在的药物可以杀死癌细胞,并揭示了它们是如何杀死癌细胞的线索。
研究人员说,这些发现加强了先前的证据,即他汀类药物在对抗某些癌症方面可能是有价值的。在不相关的研究中,其他约翰霍普金斯大学医学研究人员研究了他汀类药物如何降低患糖尿病的风险侵袭性前列腺癌.
“有流行病学迹象表明,长期服用他汀类药物的人患癌症的几率更小,侵袭性也更低,他汀类药物可以致死癌症细胞但我们的研究最初并不是为了调查这些观察结果可能的生物学原因,”Peter Devreotes博士,Issac Morris和Lucille Elizabeth Hay细胞生物学教授说。
这项新研究的结果发表在2月12日的《美国医学杂志》上美国国家科学院院刊.
Devreotes和他的团队开始了这项新研究,他们对美国食品和药物管理局(FDA)批准的大约2500种药物进行了无偏见的筛选,以查看哪些药物的致死率最高细胞通过基因工程使一种名为PTEN的癌症基因发生突变。该基因编码一种抑制肿瘤生长的酶。在数千种药物中,他汀类药物,尤其是匹伐他汀,在抗癌能力方面名列前茅。大多数其他药物没有效果,或以同样的速度杀死正常细胞和工程细胞。等浓度匹伐他汀引起的细胞死亡在几乎所有的基因工程细胞,但很少正常细胞.
Devreotes和他的团队随后研究了他汀类药物可能影响的分子途径。例如,众所周知,他汀类药物会阻断一种产生胆固醇的肝酶,但这种药物也会阻止一种名为香叶酰焦磷酸(GGPP)的小分子的产生,这种小分子负责连接细胞蛋白到细胞膜。
当研究人员将匹他汀和GGPP添加到具有PTEN突变的人类癌细胞中时,研究人员发现GGPP阻止了他汀的杀伤作用,癌细胞存活了下来,这表明GGPP可能是癌细胞存活的关键因素。
接下来,Devreotes和他的团队在显微镜下观察被改造成缺乏制造GGPP的酶的细胞,发现当细胞开始死亡时,它们就停止了移动。在正常情况下,癌细胞是一束移动的能量,消耗大量的营养物质来维持它们不受控制的生长。它们通过在表面产生像稻草一样的突起来吸收周围环境中的营养物质来保持这种惊人的速度。
Devreotes说,科学家们怀疑不移动的癌细胞真的是“饿死了”,然后通过在细胞环境中的蛋白质上添加荧光标签来测量他汀类药物处理过的细胞的摄入量。
正常的人类细胞荧光标记发出明亮的光,这表明这些细胞从周围环境摄取蛋白质,而不管科学家是否在营养物质和细胞的混合物中添加了他汀类药物。然而,在科学家添加了他汀类药物后,携带PTEN突变的人类癌细胞几乎不吸收发光蛋白。他汀类药物治疗的癌细胞无法使所需的突起吸收蛋白质,导致它们饥饿。
Devreotes说,他的团队计划进一步研究他汀类药物对患有糖尿病的人的影响癌症以及阻断GGPP的化合物。
更多信息:焦志华等。他汀类药物诱导的GGPP耗损阻断了大胞增多症,并使具有致癌缺陷的细胞挨饿,美国国家科学院院刊(2020)。DOI: 10.1073 / pnas.1917938117