“僵尸鱼”身上发现的古蛋白能杀灭肿瘤细胞

一次肿瘤细胞的意外死亡,让一种明星分子浮出水面。

日前,在科技成果评价机构组织的鉴定会上,一种独特的免疫蛋白分子引起了评审专家的兴趣。

“肿瘤细胞死亡时的照片上,周边有起泡的现象非常有意思。”国家重点研发计划首席科学家、南京大学李朝军教授表示,这个情况和细胞焦亡挺像,值得更进一步的研究和应用。

“这种分子是在七鳃鳗的免疫系统中找到的,它能够识别出人体肿瘤细胞,并从外面打孔,让肿瘤细胞死亡。”研发团队带头人、辽宁师范大学原副校长李庆伟教授介绍,目前正利用这种明星分子推动癌症早筛工作。

本想向肿瘤细胞学习,却把它杀死了

七鳃鳗在地球上已经生活了5.5亿年,被戏称为“僵尸鱼”,介于无脊椎动物和脊椎动物之间。“我们想把七鳃鳗细胞和肿瘤细胞放在一起培养,借助肿瘤细胞增殖因子,帮助七鳃鳗细胞繁衍。”李庆伟回忆,没想到的是,肿瘤细胞都死亡了。

图源:视觉中国

换了不同的肿瘤细胞结果仍一样。研究团队感觉七鳃鳗细胞一定分泌了一种独特的物质,对肿瘤细胞是致命的。

为了找到这种物质,团队大量收集细胞培养上清,通过蛋白质组学技术最终锁定了LIP蛋白。

围绕这一蛋白的系统研究在后来的十几年中逐渐推展开——破解蛋白结构、解码对应DNA序列、分析蛋白结构中的不同功能……

谜题一一解锁,但人们最关心的是:古蛋白究竟是怎么杀死肿瘤细胞的?

古老蛋白“一招夺命”肿瘤细胞

光学显微镜下,一场杀戮由近及远次第展开。

“我们给LIP‘镀上’荧光,标记了荧光基团的蛋白分子进入肿瘤细胞培养液,能从显微镜下看到荧光迅速聚集到了肿瘤表面,肿瘤细胞膜随后破裂。”辽宁师范大学生命科学学院教授逄越展示的照片复盘了整个过程:肿瘤细胞表面出现了大的孔洞,肿瘤细胞里的内容物全部外泄,一招夺命。

更有趣的结果发生在研究团队“打扫战场”时。他们把肿瘤细胞表面的古蛋白做了收集检测发现,杀伐时蛋白不单兵作战,而是“组团”的聚合体。“我们提出了识别、定位、聚集、杀伤的机制。”逄越说,研究表明聚合体越多杀伤作用越大。

整个机制的解析花了团队5年时间,终于弄清楚,蛋白上“凝集素”的结构域负责“指认”,“气单胞菌溶素”结构域能深深地插入肿瘤细胞膜搞破坏。

明星分子“小试牛刀”

机制清晰,研究走到了应用阶段。团队决定先让明星分子小试牛刀,在检测领域做验证。健康中国行动要求强化癌症早筛。膀胱癌检测一直痛苦得让患者望而却步,不愿早筛,实现“滴尿”筛查将让癌症发现大大提前。

“我们将明星分子做成了检测试纸。尿液中脱落的膀胱表皮细胞如果有肿瘤的迹象,马上会被预警。”辽宁师范大学生命科学学院副教授韩英伦告诉科技日报记者,团队先从学校职工体检的尿检入手建立了指示分子含量的对照表,然后与大连市的几家医院合作进行临床研究,肿瘤患者的值会高过正常值2—3倍。

相关研究数据显示,利用LIP特异性识别肿瘤细胞技术,尿液检测膀胱癌的LIP免疫荧光试纸灵敏性达到85%,特异性可达92%,简单、快速、微量、无创。

“国际上这类检测试剂不多,美国FDA目前有三款试剂盒上市。”评审专家、大连医科大学附属第二医院院长刘志宇教授表示,作为我国自主研发的检测产品,尤其是从靶点开始的源头创新,目前的研究进展令人震撼。评审专家一致认为,该项目具有完全自主知识产权,达到国际领先水平。

据介绍,相关研究多年来得到科技部国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金、辽宁省高等学校重大科技平台等项目支持。

(来源:科技日报)

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