麻省理工最新科学进展：发现全新抗真菌+抗癌药物

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氧对于我们的生存至关重要，我们每一次呼吸，都会从空气中获得氧气，然后它会参与呼吸作用过程来生产能量。除此之外，一些活性氧家族的分子也会参与细胞的凋亡和代谢过程，例如过氧化氢浓度的升高会启动细胞程序性死亡。

比如当细胞内产生基因突变时，细胞就会急剧增加过氧化氢来扰乱细胞功能，这是清除异常细胞的一种保护机制。

尽管肿瘤生长时的一些信号调节会需要过氧化氢，但如果水平过高它们也会撑不住而死亡。因此，当过氧化氢水平不断攀升时，癌细胞会立刻释放抗氧化剂来抵抗这种趋势，从而能一边维持代谢，一边保证存活。

不过，麻省理工学院化学工程系的研究者意识到，这种平衡其实非常脆弱，只需要选择性地增加过氧化氢就能打破平衡，让癌细胞因过氧化氢而亡。

添加化合物成了最简单提升过氧化氢的方法，但我们需要一个传感器来显示用药前后过氧化氢的水平变化。研究团队曾在4年前设计了一种酶peroxiredoxin-2，它可以通过荧光反映过氧化氢的变化。接下来便只要找到能让细胞发光的化合物便够了。

▲荧光显微镜下能看出过氧化氢的升高水平（图片来源：参考资料[1]，Credit: Massachusetts Institute of Technology）

在他们发表在《细胞化学生物学》的新研究中，作者对一个含有600种小分子的化合物库进行了筛选，这些化合物已经通过了美国食品药品监督管理局的审批。“其中包括一些以前已经当作抗癌药物来研究的化合物，”研究主要作者Hadley Sikes博士表示。

他们首先设计了包含传感器的癌细胞，然后将化合物添加到了这些细胞中，这样就能通过观察荧光变化来判断哪些药物真的能起作用。在多次的测试后，研究者找到了一些能够显著升高过氧化氢的化合物。

▲筛选流程示意图（图片来源：参考资料[2]）

一些化合物甚至还能够发挥杀死癌细胞的作用。其中有一种名为SMER3的化合物，它原本是一种抗真菌的药物，却能让癌细胞内部过氧化氢水平明显升高。“我们非常兴奋能找到这种药物，”Sikes博士表示，“它能杀死酵母菌，却也能有效地杀死癌细胞。”

了解到这一信息，Sikes博士联系了一名专门研究活性氧敏感型癌细胞的临床专家，他们在结肠癌模型中测试了SMER3，结果发现其能将大部分癌细胞杀死。接下来他们还将在动物模型和人类样本中继续测试这种药物，找到它抗癌的具体机制。研究者推测，除了活性氧的水平对癌细胞生存有影响，另外一些活性氮和硫成分可能同样有着类似的效果，是未来值得继续探索的抗癌疗法新方向。

参考资料：

[1] New screening method targets hydrogen peroxide in the search for new cancer therapeutics. Retrieved Nov 9th, 2021 from https://medicalxpress.com/news/2021-11-screening-method-hydrogen-peroxide-cancer.html

[2] Yining Hao et al, Screening compound libraries for H2O2-mediated cancer therapeutics using a peroxiredoxin-based sensor, Cell Chemical Biology (2021). DOI: 10.1016/j.chembiol.2021.09.003

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