癌細胞容易突變的生物學難題，竟被這名工程師找到了破解之道！

葯明康德/報道

癌細胞為啥生存力強？其中一個原因在於它的多變。無論我們使用化療、靶向療法、還是免疫療法，腫瘤縮小可能都只是臨時的。一旦癌細胞了解了醫生們的套路，就會見招拆招，產生新的耐葯突變，然後捲土重來。

▲本研究的負責人Vadim Backman教授帶來了一項全新的抗癌思路（圖片來源：美國西北大學官方網站）

針對這一現象，許多科學家都在試圖研發新葯，為人類帶來更多的抗癌武器，以圖一舉將癌細胞徹底殲滅。然而，美國西北大學（Northwestern University）的Vadim Backman教授卻心生出一個與眾不同的想法。在他看來，為了應對癌細胞突變而開發不同的藥物是捨本逐末。既然癌症難治的根源是細胞突變，我們為什麼不直接抑制細胞突變呢？今日，《自然》子刊《Nature Biomedical Engineering》刊登了他的最新發現。

▲Vadim Backman教授用視頻介紹他的研究（視頻來源：美國西北大學官方網站）

有意思的是，Backman教授任職於工程系，這也讓他從一個更宏觀的角度去思考細胞突變這件事兒，而不是像分子生物學家那樣儘力闡明背後的機理。他和團隊首先對癌細胞進行觀察，了解那些容易突變和不容易突變的細胞，各自具有什麼樣的特點。

利用成像、模擬、系統建模、以及體內實驗等一系列技術，研究人員們意識到，細胞中染色質的壓縮狀態和癌細胞的生存力有關。染色質是DNA和蛋白質形成的複合物，也是染色體的結構基礎：一個細胞內的DNA長度可達2米，想要把它裝進細胞，就需要一系列的壓縮。Backman教授的團隊發現，染色質被壓縮得越緊實，癌細胞就越容易死於抗癌療法；相反，如果細胞的染色質顯得鬆鬆散散，它們就越有可能生存下來。

▲化療會讓部分癌細胞的染色質變得鬆散，給它們應對的機會（圖片來源：《Nature Biomedical Engineering》）

「只要看一眼細胞內染色質的結構，我們就能預測這個細胞是否能活下來，」 Backman教授說道：「有正常染色質結構的細胞無法對抗癌療法做出回應，所以它們會死掉。它們不會在基因組裡尋找耐葯機制，所以不會產生抵抗。」

一種嶄新的抗癌思路應運而生——如果我們能把鬆散的癌細胞染色質給「壓緊實」，或許就能防止癌細胞產生新突變，讓它們死亡。順著這個思路，研究人員們找到了兩款能影響染色質空間排列的藥物Celecoxib和Digoxin。這兩款藥物都已經得到了美國FDA的批准，用於治療關節炎和心臟病。不過FDA也指出，它們都有影響染色質壓縮密度的副作用。

甲之蜜糖，乙之砒霜。Backman教授看中的恰恰是這兩種葯的「副作用」。為了驗證它們的治療潛力，科學家們先用化療的方法處理了多種癌細胞，再在培養基里添加了這兩種藥物。如果他們的設想有效，原本治療關節炎和心臟病的分子，有望抑制癌細胞在化療後的耐藥性。

▲兩種現成的藥物成功「壓縮」了染色質（圖片來源：《Nature Biomedical Engineering》）

結果好得驚人！「在2-3天里，幾乎所有的癌細胞都死了，這是因為它們無法對化療做出回應，」 Backman教授說：「這兩種化合物並沒有殺死細胞。他們只是對染色質進行了結構調整。這抑制了癌細胞演化和適應的能力，這是他們的死穴。」

當然，細胞培養基和人體之間有著許多區別。培養基中近乎100%的抗癌效果，不代表這些分子在人體內也有效。「你永遠不知道人體內的環境會如何影響癌症，或是帶來什麼無法預見的副作用，」 Backman教授評論道：「但我們在7種不同的癌細胞里都看到了同樣的結果，這非常有潛力。」

研究人員計划進一步驗證這個思路的臨床應用潛力。正如他們所做的類比，改變遺傳信息是永久性的，而改變染色質的結構就好像是安裝電腦上的軟體，是可逆的，它用起來也更安全。未來，我們期待這款「抗癌軟體」能給我們帶來更多驚喜！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！