蜘蛛絲:未來診治癌症的藥物關鍵?

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根據世界衛生組織的數字,在 2020 年,全球頭號殺手是癌症,奪去近 1,000 萬人性命,即約總死亡人口的 6 分之 1,而最普遍的癌症依次分別是乳癌、肺癌和大腸癌。因此,如何更有效率地診治癌症,向來是不少醫學家終身研究的命題。瑞典卡羅琳學院的腫瘤學家 Michael Landreh 就在 The Conversation 撰文分享,蜘蛛絲或會是未來診治癌症的關鍵。

傳統治療癌症的方法,包括有外科手術、化療、放射治療,雖然可以快速殺死癌細胞,但卻可能株連正常細胞,為病人身體帶來負荷。新興的方法有標靶治療,能針對癌細胞;而另一種更新穎的做法是免疫治療,靠提升病人免疫力來對抗癌疾。科學家近年也十分關注一款名為「p53」的腫瘤抑制蛋白,據指可以調節細胞週期,令癌細胞衰老死亡,從而控制其擴散的速度,並保持基因組穩定,故 p53 又有「基因守護者」(guardian of the genome)之稱。

2017 年,學術期刊 Cell Death & Differentiation 的一篇研究指出,大約 60% 的癌症個案之中,病人的 p53 蛋白都受到破壞甚至消失,是那麼多種癌症之間的共同現象。Landreh 指出,科學家一直研究如何把完整的 p53 蛋白注入癌細胞當中。不過,這個過程十分複雜,主要原因是 p53 細胞的體質相對大,而且鬆軟,因此我們的細胞難以自行大量生產,又很容易因聚在一起而無法發揮作用,要不然就是在生產過後很快就破壞。

人們於是從大自然之中尋找解決方法,了解其他生物有沒有類似細胞。科學家發現「蛛絲蛋白」(spidroins),即蜘蛛製作蜘蛛絲的主要原材料,和 p53 的特性有點相似,都是偏大、偏軟,又容易聚在一起。不同的之處在於蛛絲蛋白會被一個細碎的部分封頂,該部分被稱為「域」(domain),令到蛛絲蛋白的結構十分穩定,而且很容易被生產機器複製出來。過去亦有科學家把人工蜘蛛絲視作可生物降解的原料。

今年 3 月,Landreh 及其研究團隊在學術期刊 Structure 發表文章,分享他們嘗試把蛛絲蛋白的域,移植到人類蛋白細胞的過程。科學家團隊把混合細胞放在實驗室研究,發現細胞可以穩定而大量繁殖。他們再以電子顯微鏡、電腦模擬、核磁共振和質譜法進行分析。專家發現 p53 最鬆軟的部分,會圍繞蛛絲蛋白域,就像紡絲包裹紡錘一樣。而在蛋白完整生長後,蛛絲蛋白域最終會脫落,蛋白則會繼續自我複製生產。

團隊也測試混合了蛛絲蛋白的 p53 蛋白是否活躍。他們將之注射到癌細胞當中,這些癌細胞包括了特製的「報告基因」(reporter genes),當混合蛋白能夠抑制癌細胞生長時,就會發光。出乎意料地,混合蛋白似乎比普通 p53 蛋白的反應更強烈,即是理論上可以提高身體內 p53 的抗癌能力。Landreh 補充指,他們的研究發現尚未能催生一套新的癌症治療方法,但就開啟了很多可能,令 p53 可以更容易生產。團隊下一步將測試健康人類細胞對混合蛋白的反應。