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阐明抗癌药物作用下仍然存活的肿瘤干细胞的生存原理
研究团队同时给予开发先导物质及抗癌药物……癌细胞生长被抑制10倍
成功开发出了对抗癌药物无效的癌症出现复发、转移时依然具有治疗效果的候选物质。
3月13日,延世大学医学院外科教室Jeong Jaeho及Park Gicheong教授研究团队宣布了解了现有抗癌药物无法治疗的肿瘤干细胞的生存原理,并找到了可以克服该问题的先导物质。
研究团队的此次研究成果发表在了最新一期的国际医学期刊《BMC医学》(BMC Medicine, IF11.8)上。
我们体内的各组织都含有干细胞,所以可以反复生长与再生。整个恶性肿瘤中,1~2%左右拥有具有自我再生能力的“肿瘤干细胞”。在抗癌药物的作用下仍然可以独自再生、并分化成其他细胞,成为了癌症复发和转移的原因。
对于普通癌细胞,给予抗癌药物后,肿瘤微环境变差,癌细胞凋亡。在抗癌药物的作用下,癌细胞受到的内质网应激效应持续时,IP3R蛋白分泌的钙离子将在细胞内线粒体上堆积。
但是,特定患者中肿瘤干细胞被激活,显示出了强大的抗药性。该情况下,由于抗药性过于强大,无法使用现有的抗癌疗法进行治疗,因而被划分为难治性癌症。
研究团队首先确认了抗药性癌细胞的生存原理。对服用抗癌药物期间发生复发、转移的患者采集了癌细胞,并进行了分析,发现了具有肿瘤干细胞的抗药性癌组织。此外,还发现肿瘤干细胞中显著增加的PMCA蛋白质会降低钙离子浓度,从而继续生存下去。
对此,研究团队开发出了用于遏制PMCA蛋白的先导物质(candidate 13)。而PMCA蛋白则可以提升抗药性。随后通过动物实验确认了联用先导物质及现有的标准抗癌药物的治疗效果。
首先,分别将使用标准抗癌药物奥沙利铂(oxaliplatin)、索拉菲尼(sorafenib)中表现出抗药性并出现复发、转移的患者体内的癌细胞移植到动物模型中,然后给各肿瘤单独投入各抗癌药物,观察肿瘤大小的变化。
仅给予奥沙利铂时,肿瘤持续增大,原先肿瘤平均大小为200mm3,20天后为354.44mm3,30天后为1593.2mm3,40天后为2756.36mm3。单独使用索拉非尼的结果类似,20天后为365.26mm3,30天后为1116.26mm3,40天后为2998.77mm3,同样持续增大,对抗癌药物表现出了抗药性。
随后,分别将奥沙利铂、索拉非尼与先导物质联用,测定肿瘤大小,发现肿瘤生长速度减缓。
联用奥沙利铂与先导物质时,原先肿瘤大小为200mm3,20天后为254.32mm3,30天后为288.41mm3,40天后为283.44mm3;联用索拉非尼与先导物质时,原先肿瘤大小为200mm3,20天后为274.33mm3,30天后为303.14mm3,40天后为298.97mm3。与单独使用现有抗癌药物相比,肿瘤生长速度显著降低。
此次研究结果不仅适用于抗药性癌症,同样适用于表现出肿瘤干细胞特征的其他难治性癌症。这与肿瘤微环境变差时,调节细胞质内钙离子浓度,从而避免凋亡的机制类似。
Jeong Jaeho教授指出:“通过此次研究,确认了在治疗抗药性癌症方面,将现有抗癌药物与先导物质(candidate 13)联用的效果。今后将持续研究用于治疗难治性癌症的抗癌药物。”
此次研究为癌症的整体治疗及长期以来未能找到有效疗法的抗药性癌症的抗癌药物开发带来了可能。研究团队基于研究内容,在海内外申请了专利。此外,团队正在向(株)VeraVerse(VeraVerse Co., Ltd.)及位于美国波士顿的CKP Therapeutics(CKP Therapeutics, Inc., Massachusetts Medical Device Development Center, Lowell MA 01852)转让用于开发抗癌药物的技术,并加速开发其他的先导物质。延世医疗院以研究团队为中心,正在持续推进与海内外企业的合作研究,并正在筹划其他技术转让及临床商用化事宜。
此外,凭借着这次研究成果,主要研究人员入选浦项工科大学生物学研究信息中心(BRIC)的“照亮韩国的人”,此次研究的优秀性得到验证。
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