小剂量化疗可以更有效地杀死HPV-induced宫颈癌细胞

SMU的研究人员已经找到一种方法使化疗药物更致命HPV-infected宫颈癌细胞没有附带损害正常细胞,研究表明。

减少宫颈癌的一种叫做TIGAR的蛋白质癌症细胞被发现做这些吗癌症常用的细胞响应更快化疗药物在很低的剂量。然而同样正常细胞没有影响,据最近发表的一项研究抗病毒药物和抗逆转录病毒药物杂志》上。

因此,开发一种药物目标TIGAR蛋白可能是一种有效的方法来降低化疗剂量对宫颈癌患者,将更少副作用同时还能杀死癌细胞。化疗药物有严重的副作用,包括肝脏和肾脏毒性,因为这些药物会伤害正常细胞和癌细胞。

“我们的研究表明,抑制TIGAR HPV-infected宫颈癌细胞功能不仅糖分会让这些细胞抗癌化疗药物,但在极低,或sub-inhibitory,这些药物的剂量,”罗伯特·哈罗德说SMU的生物科学系的副教授和该研究的资深作者。

调节TIGAR功能可能也会有利于其他类型的癌症。TIGAR是许多类型的癌症中高度表达,往往有可怜的临床结果,包括白血病、结肠癌和肺癌。蛋白质在HPV-induced宫颈癌的作用并不完全理解,然而,直到最近的这项研究。

哈罗德的研究实验室被授予一项为期三年的资助来自国家癌症研究所识别分子靶点像TIGAR扮演关键角色在开发和/或人类癌症的发展。确定如何癌细胞逃避的力学疗法使科学家发现化学键,可以阻止这一目标的功能,防止负面生物效应导致的疾病新的抗癌治疗的根本基础。

这项研究的第一作者是Lacin Yapindi,博士研究生在SMU的分子和细胞生物学(南卫理公会大学)在哈罗德的实验室工作。她还2021 - 2022的接受者穆迪博士论文奖学金。

TIGAR在癌细胞中扮演一个重要的保护作用

TIGAR,缩写TP53-Induced糖酵解和凋亡调节器,是一种stress-inducible抗氧化蛋白在体内的所有细胞。它的主要功能是消除的毒性作用被称为活性氧(ROS),各种类型的不稳定分子,含有氧气和容易与其他分子在细胞反应。这些不稳定的分子在正常的细胞过程中起着重要的作用,但他们的生产过剩细胞快速分裂可能导致损害DNA, RNA和蛋白质。

因为癌细胞的生长速度比正常的非癌细胞,他们倾向于产生更多的有毒活性氧的副产品。

“要解决这个问题,癌症细胞提升TIGAR蛋白的水平,所以他们可以继续增殖和生长速度远远超过正常细胞损害ROS但没有负面影响,“Yapindi说。“换句话说,TIGAR充当保护癌细胞的元素。”

“在这项研究中,我们发现,消耗TIGAR防护元素,导致高水平的细胞毒性在癌细胞形成的人类乳头状瘤病毒或人类乳头瘤病毒。这毒性进一步增加了我们测试的化疗药物,导致细胞死亡,”Yapindi解释道。

这些发现表明HPV-induced宫颈癌细胞是高度依赖于TIGAR的抗氧化功能,哈罗德说。SMU的研究人员进一步表明,非癌细胞不包含高浓度的TIGAR并没有像癌细胞依赖于这个因素。

这些SMU人员开展了几个体外实验证明和验证他们的发现。

首先,团队证明,TIGAR蛋白水平升高主要高危HPV16 +宫颈癌细胞比非癌细胞。他们使用一个已知的特定抗体识别TIGAR蛋白质和还用另一种抗体与荧光染料标记,可以使用激光共焦荧光显微镜可视化。研究的合著者,布伦达·y·埃尔南德斯博士来自夏威夷大学的癌症中心,提供主HPV16 +临床活检样本被用来分析这些癌症TIGAR水平。

SMU的研究人员接下来会发生什么,如果他们检查TIGAR降低蛋白质含量在体外培养人乳头状瘤病毒+宫颈癌细胞通过将这些细胞暴露在所谓的小干扰RNA (siRNA)在细胞培养皿。核分子块与特定的目标基因的表达通过降解mrna转录后不久。SMU的研究人员所使用的核生成专门针对mRNA-expressing TIGAR,这允许他们TIGAR的蛋白含量显著减少HPV +宫颈癌细胞。

然后研究人员测量有效的不同类型的常用化疗药物在杀伤细胞:正常细胞与癌细胞,TIGAR抑制核。四个不同的化疗药物,如顺铂和阿霉素,在低剂量测试这些细胞。

“当细胞通过细胞凋亡,这是一个控制细胞死亡的事件,一个组件的细胞膜磷脂酰丝氨酸翻转从内在膜的外端标记细胞的凋亡,“Yapindi说。

细胞死亡和细胞组成的边界膜细胞分裂,细胞内的DNA也就暴露出来。

所以研究人员使用荧光染料,包括膜联蛋白V-fluorescein异硫氰酸盐碘化propidium,能够看到磷脂酰丝氨酸暴露的DNA,让他们确认细胞死亡发生。

他们发现抑制TIGAR表达导致显著增强癌症细胞死亡对所有的化疗药物的研究。

例如,siRNA-TIGAR结合化疗药物顺铂的最低浓度(0.01微摩尔的)导致大约48%的癌细胞细胞死亡的迹象,比单独使用药物6%浓度为0.01微摩尔的核。

正常的人类细胞不受药物在这些低浓度有或没有抑制TIGAR的核,这凸显了依赖TIGAR的pro-survival癌细胞的功能蛋白质。

哈罗德的实验室正在努力开发一种治疗TIGAR的抑制剂,可能最终被翻译临床使用,因为目前还没有治疗可用目标TIGAR的抗氧化功能在人类癌症。

“我们提出了新颖的治疗方法已经显示出可喜的成果使高度耐药的癌症细胞更容易受到这些药物治疗,”Yapindi说。