国内基础医学研究又有重大发现!阳明大学生物化学暨分子研究团队,在大白鼠动物实验中,找到攸关癌细胞生长的TMPK标靶酵素,且据此发展出一个小分子抑制剂YMU1,可达到只针对癌细胞有毒杀作用,不会对正常细胞造成影响,此研究提供未来降低副作用癌症化学治疗的新方向,成果发表于今年7月10日的国际知名医学期刊「CANCER CELL」。
主导这项研究的阳明大学生物化学暨分子研究所教授张智芬指出,国内10大死因中,癌症高居不下,许多病友在癌症化疗后,常因正常组织受到抗癌药物的侵袭伤害,造成非常不适的副作用,例如恶心、呕吐等。因此,发展一个温和的化疗药物组合内容,只针对癌细胞有毒杀作用,而对正常分裂细胞的影响很小,将对病人的治疗过程会有极大的益处。
目前,有许多传统的化疗药物,其作用机转是透过造成DNA严重损害以达毒杀细胞的效果,但这种DNA损害作用,同时也会对正常组织中快速生长的正常细胞造成毒害,也可能促成细胞二度癌化。这些副作用当然可以藉着降低药物剂量获得改善,但癌细胞却可藉着DNA修复得到喘息的机会,最后造成治疗失效。
张智芬表示,由于细胞在DNA修复时,需要去氧核醣核苷酸做为原料之供给,研究团队分析癌细胞及正常分裂的细胞,在接受少量DNA损害后,细胞去氧核醣核苷酸代谢的分歧性,结果发现癌细胞在少量DNA受损后,其核醣核苷酸还原酶表现量增多,同时配合胸腺核苷酸激酶(TMPK)之作用,产生足够且平衡的4种去氧核醣核苷酸,进行DNA修补,使细胞得以继续生长。
但在降低TMPK的酵素活性后,造成4种去氧核醣核苷酸不平衡,使得DNA修补不完整,而癌细胞由于DNA基因不正常,因此形成分裂死亡。
相对地,正常分裂细胞在少量DNA遭受损伤后,其核苷酸还原酶表现量下降,细胞呈现休止状态,即使在TMPK功能下降情况下,其4种去氧核醣核苷酸仍保持平衡,使得DNA修复仍可完善进行,直至DNA的受损修补完整,因此,不会形成分裂死亡。
张智芬强调,在这样的研究基础下,研究团队以TMPK为新标靶,利用冷光快速筛选系统,发展出第一个TMPK抑制剂酵素,可以专一性降低胸腺核苷三磷酸(dTTP)之生成,配合低剂量的化疗药物─小红莓(Doxorubicin),可以有效毒杀癌细胞,而不对正常分裂的细胞产生毒害。
同时从21,120个化合物中,发现第一个可穿透细胞的人类胸腺嘧啶核酸激酶(hTMPK)小分子抑制剂,命名为YMU1;实验证明发现,低剂量的小红莓合并YMU1并不会对正常细胞或组织造成影响,但可以有效抑制多种癌细胞的生长,在小鼠身上也会显着减缓肿瘤的形成。