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Nature:科学家利用甲醛“以毒攻毒”治疗癌症
柏岩 2017-08-22
导语

这一发现可能会使当前的癌症治疗手段发生改观。

近日,一组来自英国医学研究理事会(Medical Research Council, MRC)分子生物学家们在《自然》(Nature)杂志上报告称,人体内的甲醛不完全来源于外部环境,也可能是细胞活动的副产物,而且甲醛竟可参与人体中的重要代谢过程!这一发现可能会使当前的癌症治疗手段发生改观。

研究人员指出,甲醛是碳循环过程中产生的附属产品,这个循环使用维生素来创建 DNA 和必需的氨基酸,对细胞的功能和繁殖至关重要。

此次研究的负责人表示,我们已经知道我们的身体中会产生甲醛,但我们不知道它从哪里来。在此次试验中,我们发现来了一个意想不到的来源,那就是来自名为碳循环的关键途径,这是用来制造生命的基石,比如DNA 和某些氨基酸。碳循环是所有形式生命存在的基本过程。

甲醛是一种毒素,因为它可以破坏DNA。然而,我们的细胞可以防御甲醛的危险。首先,酶将甲醛转化为危险相对较小的化学品,称为甲酸。其次,甲醛可以引起 DNA 损伤,DNA修复酶的固定。


此次研究成果将为今后癌症治疗手段的发展找到了新的切入点,比如说 BRCA1 或 BRCA2 型乳腺癌患者,他们就缺少 DNA 修复酶来保护他们免受甲醛毒性的侵蚀。在实验室中,研究员们模拟了人体内甲醛产出的过程(即向人工培育的细胞中加入叶酸的方式),他们发现,BRCA 突变的癌细胞对于产出甲醛的毒性没有任何抵抗机制,进而对细胞造成了致命的伤害。不过甲醛并不会影响到周围的健康细胞,因为它们的DNA 修复体系还很健全。

碳循环已经是癌症药物的关键目标,本研究开辟了利用这个途径治疗癌症的新方向。

需 要注意的是,上述实验是在人工培养的细胞中进行的,与人体中的实际情况一般会有较大区别。比如说,叶酸具有水溶性,人体中多余的叶酸可随尿液排出。此次研 究的作者也提醒我们,生物摄入叶酸所造成的影响尚无定论。不管怎样,相信在营养摄入方面,保持合适的范围会是一个正确的策略。

正 如所有里程碑式的发现一样,本次研究同样有未解决的问题。作者们确定了叶酸是甲醛的来源之一,但其他来源则存在于哺乳动物的细胞中。每个来源对一碳代谢的 相对贡献情况未明,确定其使用途径的生物学背景以及甲醛与其他单碳供体(如丝氨酸)之间的相互作用也仍有待确认。甲醛参与的一碳代谢如何实现调节功能的机 制也仍然是谜。

此 外,当营养物质易于摄入时,人体内会产生超过生物需求的甲酸盐,这表明,为甲醛解毒可以变相地储存用于代谢的甲酸盐。 或许在多细胞环境如肿瘤微环境中,就存在一碳代谢所需的氨基酸不足的情况。 因此,此次研究开辟了不少新方向。鉴于研究结果毫无疑问与癌症病因息息相关,且该技术可用于所涉及的各种生物学研究分支上,我们可以期待之后更多的成果。

文章链接:

Guillermo Burgos-Barragan, et al, "Mammals divert endogenous genotoxic formaldehyde into one-carbon metabolism," Nature(2017), doi:10.1038/nature23481

(本文来源:生物360;)

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作者 柏岩

硕士生

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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