植物病毒可用作治疗癌症的靶向载体,628个药物

据介绍,这种植物病毒的只有人类发丝宽度的1/1000那么大,专嗜人类某种细胞,对其他类型的细胞和组织没有侵害性。因此,研究人员希望能将这一病毒用于癌症靶向治疗中,将该植物病毒制备成药物载体。科研工作者称这一病毒为Nanoparticle Smart Bomb。

近日,来自英国桑格研究所等机构的25位专家开展了一项堪称天文级工作量的研究,他们利用“基因魔剪”CRISPR技术,对30种癌症类型300多种癌症模型的每个基因进行破坏,发现了数千种对癌症生存至关重要的基因。

北卡罗来大学的研究人员鉴定出一种新的植物病毒,有趣的是,该病毒可感染人类细胞,可用作治疗癌症的靶向载体。

我们知道,手术、放化疗、靶向治疗以及免疫治疗是癌症的主要治疗方法,不过这些方法效果有限,而且有些患者对这些治疗方法并不响应,并且在治疗的同时还可能损害正常组织,造成毒副作用。

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六合拳彩开奖直播,参与此项研究项目的有化学专家Stefan Franzen教授,植物病理学家Steven Lommel教授,他们发现这一植物病毒只专一地侵蚀某种人类细胞,对其他细胞和组织无毒副作用,可作为癌症药物载体,辅助化学疗法,同时降低化学疗法的毒副作用。作为载体,这一植物病毒具有无与伦比的优势,首先它能在植物体内进行大规模培养;其次病毒内部具有较大的携带外源物质的空间。研究人员称,只要适当的修饰这些病毒,比如说添加上信号肽,就能保证病毒与相匹配的人类细胞结合,达到靶向的作用。一旦病毒进入细胞内就能表达出携带在基因组上的外源蛋白,这些外源蛋白可以是治疗癌症的药物。在质量控制方面,病毒的生物膜的开闭性受环境钙离子影响。科学家们利用这一优点来制备癌症药物载体。当病毒进入人体血液中时,由于血液中钙离子浓度高,病毒的生物膜关闭,药物无法释放出来。当病毒跟随信号肽进入匹配的细胞中时,由于细胞中钙离子浓度降低,病毒生物膜开启,抗癌药物也随之释放。由于病毒大学的问题,释放药物的速度缓慢足以达到缓释的效果。这也许是下一代抗癌药物的最佳载体,科学家们对这一载体持乐观态度,他们相信这种治疗手段毒副作用小,更安全可靠。

他们根据自主研发的系统,最终优选出了628种最有希望应用于治疗的药物靶点,研究成果发表在顶级学术期刊《自然》上。

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不仅如此,其中高达90%的药物在研发过程中会遭遇失败。因此,选择优良的靶点对于新药的发现具有至关重要的意义。

Prioritization of cancer therapeutic targets using CRISPR–Cas9 screens

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来源Nature;制图医药魔方

得益于CRISPR技术的出现,研究人员才能开始这项堪称天文级工作量的筛选,并且得到大量的目标基因。而后,通过优选排序将范围缩小,并最终得到这628种最有希望用于药物研发的靶点。

参考资料

WRN作为药物有效靶点的鉴定,为其首种靶向治疗药物的研发带来了契机。

专家强调,这项研究首次以基因组数据为背景,为癌症药物研发新的治疗靶点的选择提供了有效指导,大大加速了精准治疗的进展。根据这些结果,癌症的药物研发将有更多详细规则可以参照,最终将有更多患者接受到更有效的治疗。

抗癌药物靶点

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实验流程

附抗癌药物靶点详细清单

药物进入体内会特异性的选择致癌位点来相结合发生作用,使肿瘤细胞特异性死亡,而不会搏击肿瘤周围的正常组织细胞。因此,选择有效的致癌位点是成功研发靶向治疗的关键因素。

研究人员将这628个靶点分成了3组。其中第1组的40个基因,均为当前正在研究或已经研究完成的靶点;第2组277个基因为既往研究已经证实的潜在靶点;而第3组的311个靶点均为全新发现!

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因此,科学家们和制药公司一直在积极不懈的在探索新的治疗靶点。但是,目前,新型抗癌药物的研发非常的困难,每种药物的研发大约需要10亿到20亿美元。

值得注意的是,研究人员发现,在多种不同类型癌症中得分最高的靶点WRN,是癌症微卫星不稳定性的潜在治疗靶点。而许多类型的癌症都与微卫星不稳定性有关,比如15%的结肠癌和28%的胃癌等等。

这项研究不仅涉及常见类型的癌症,比如肺癌、结肠癌和乳腺癌等,还囊括了临床上亟需新型治疗方法的癌症,包括卵巢癌和胰腺癌等,共计人类癌细胞系324种,基因近2万个。

我们知道,分子靶向药物和免疫治疗药物的出现,为癌症的治疗带来了新的希望。分子靶向治疗,是指在细胞分子水平上,针对已经明确的致癌位点来设计相应的治疗药物,该位点可以是肿瘤细胞内部的一个蛋白分子,也可以是一个基因片段。

但是,研究人员也提出,实验室中的细胞研究并不能完全反映人体内复杂的癌症环境,不过这项研究为接下来对这些基因的透彻分析开启了良好的开端。

值得注意的是,研究领导者Kosuke Yusa和Mathew Garnett博士等人开展的这项以CRISPR技术为背景的癌症基因筛查,是迄今为止规模最大的研究之一。

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