科学家设计工程酵母以生产复杂的抗癌药物 将节省大量鲜花

科学家设计工程酵母以生产复杂的抗癌药物将节省大量鲜花常用的抗癌药物长春碱（又称长春花碱，Vinblastine）来自某些花卉，但不幸的是，每克药物都需要成吨的植物物质来制造。为了寻找替代来源，科学家们现在已经设计了酵母，以生产长春碱的前体，这可能有助于使这种重要的药物更容易获得和负担得起。马达加斯加长春花（C.roseus）是一种开花植物，数千年来一直被用于传统医学，自20世纪50年代以来一直作为化疗药物长春碱和长春新碱的来源。长春碱干扰细胞分裂，用于治疗淋巴瘤、乳腺癌、膀胱癌和肺癌等，而长春新碱由于能够抑制白细胞的产生，可用于治疗白血病。两者都被列入世界卫生组织的基本药物清单，但令人沮丧的是，它们可能会受到短缺的影响。这是因为生产可用数量的药物需要大量的植物--制造一克长春碱需要500公斤的干叶，而长春新碱则需要2000公斤。在实验室中制造合成版本似乎是显而易见的解决方案，但这些分子的复杂性意味着到目前为止科学家们还没有找到。在这项新的研究中，伯克利实验室和丹麦技术大学（DTU）的研究人员向微生物寻求帮助，用普通的面包酵母来生产药物的前体。该团队对酵母的基因组共进行了56次基因编辑，包括添加34个植物基因，同时删除、抑制和过度表达该微生物的其他本地基因。酵母需要30个步骤来生产两种分子，即catharanthine和vindoline，它们是长春碱的前体。该过程的第31步，也是最后一步，是科学家们随后将这些分子结合起来，制成药物。虽然该团队还没有具体说明酵母能够生产多少药物，但这项概念验证研究应该表明，随着进一步的工作，微生物工厂的规模可以扩大，以制造长春碱和相关的治疗分子，这些分子很难从天然来源提取。该项目共同负责人JayKeasling说：“我们开发的酵母平台将允许以环境友好和负担得起的方式生产长春碱和属于这个天然产品家族的3000多种其他分子。除了长春碱之外，这个平台将能够生产抗成瘾和抗疟疾疗法以及许多其他疾病的治疗。”这项研究发表在《自然》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1311627.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1311627.htm

常见的西红柿和马铃薯如何被用于治疗癌症？

常见的西红柿和马铃薯如何被用于治疗癌症？糖类生物碱是在许多植物中发现的一类自然发生的化合物，特别是来自茄科的植物，其中包括马铃薯、番茄、茄子和辣椒等植物。由于它们的毒性，人们正在对它们进行分离、提纯和操纵的研究，以便将它们变成安全的抗癌药物。由波兰亚当-密茨凯维奇大学的MagdalenaWinkiel领导的一个科学家团队最近在《药理学前沿》上发表了一项研究，回顾了在土豆和西红柿等常见蔬菜中发现的糖生物碱作为治疗癌症的潜力。Winkiel说："全世界的科学家仍然在寻找对癌细胞有杀伤力但同时对健康细胞安全的药物。尽管医学进步和现代治疗技术的强大发展，但这并不容易。这就是为什么可能值得回到多年前被成功用于治疗各种疾病的药用植物。我认为值得重新审视它们的特性，也许可以重新发现它们的潜力。"以毒攻毒Winkiel和她的同事专注于五种糖生物碱--茄碱、茶卡宁、茄碱、茄碱和番茄碱--它们存在于茄科植物（也被称为夜来香）的粗制提取物中。这个家族包含许多受欢迎的食用植物--以及许多有毒的植物，通常是因为它们产生的生物碱可以抵御吃植物的动物。但是正确的剂量可以把毒药变成药物：一旦科学家找到生物碱的安全治疗剂量，它们就可以成为强大的临床工具。尤其是糖类生物碱可以抑制癌细胞生长，并可能促进癌细胞死亡。这些都是控制癌症和改善病人预后的关键目标领域，因此对未来的治疗有巨大的潜力。硅学研究--重要的第一步--表明，糖基生物碱没有毒性，没有损害DNA或导致未来肿瘤的风险，尽管可能对生殖系统有一些影响。"即使我们不能取代现在使用的抗癌药物，也许联合治疗会增加这种治疗的有效性，"Winkiel建议。"尽管有很多问题，但如果不详细了解糖类生物碱的特性，我们将无法找到答案。"从西红柿到治疗方法向前迈进的一个必要步骤是使用体外和模型动物研究，以确定哪些糖生物碱足够安全和有希望在人类身上进行测试。Winkiel和她的同事们强调了从马铃薯中提取的糖生物碱，如茄碱和茶氨酸--尽管马铃薯中存在的这些含量取决于马铃薯的栽培品种以及马铃薯所接触的光照和温度条件。独活素可以阻止一些潜在的致癌化学物质在体内转化为致癌物，并抑制转移。对一种特定类型的白血病细胞的研究也表明，在治疗剂量下，茄碱可以杀死它们，因为其具有抗炎特性，可被用来治疗脓毒症。同时，主要存在于茄子中茄碱还能阻止肝癌细胞的繁殖。澳洲茄边碱是几种糖生物碱中的一种，可以作为辅助治疗的关键，因为它针对的是癌症干细胞，而干细胞被认为在癌症抗药性中起着重要作用。在夜来香科的几种植物中发现的活性物质也被认为可以通过针对相同的途径攻击癌症干细胞。甚至番茄也为未来的医学提供了潜力，番茄碱支持身体对细胞周期的调节，从而可以杀死癌细胞。Winkiel和她的团队指出，还需要进一步研究以确定如何将这种体外潜力最好地转化为实用药物。有一些理由相信，高温处理可以改善糖类生物碱的特性，而且最近发现纳米颗粒可以改善糖类生物碱对癌细胞的传输，促进药物输送。然而，人们需要更好地了解这些生物碱的作用机制，并且在病人能够从直接来自蔬菜的癌症药物中受益之前，所有潜在的安全问题都需要得到仔细审查。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339421.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339421.htm

美国批准全球首个基因编辑药物，标志着一种前所未有的新型药物问世

美国批准全球首个基因编辑药物，标志着一种前所未有的新型药物问世美国批准了世界上第一种采用Crispr技术（一种基因编辑技术）的药物，这是一项获得诺贝尔奖的发现，有望成为修改基因以治疗疾病和提高作物产量的强大新工具。这种名为Casgevy的新疗法由VertexPharmaceuticals和CRISPRTherapeutics开发，周五获准用于治疗患有痛苦的镰状细胞病的人。美国食品和药物管理局这一具有里程碑意义的决定预示着一种强大的新型药物的出现，这种药物可以关闭或替换基因来解决长期以来困扰医生和研究人员的疾病。几家公司正在开发基于Crispr的疗法，用于治疗心脏病、癌症和罕见遗传性疾病等疾病。下一代基因编辑技术有望使治疗变得更容易，副作用更少。——

科学家发现对抗癌症微妙基因操纵的药物

科学家发现对抗癌症微妙基因操纵的药物了解DNA缺失许多癌症都会删除一段名为9p21的DNA。事实上，它是所有癌症中最常见的DNA缺失，在某些癌症（如黑色素瘤、膀胱癌、间皮瘤和某些脑癌）中的发生率高达25%-50%。科学家们早就知道，带有9p21缺失的癌症意味着患者的预后更差，而且对免疫疗法--旨在增强患者对癌症的天然免疫反应的治疗策略--产生抗药性。这种缺失有助于癌细胞避免被免疫系统发现和消灭，部分原因是它促使癌细胞分泌出一种叫做MTA的有毒化合物，这种化合物会损害免疫细胞的正常功能，并阻碍免疫疗法的有效性。口腔鳞状癌细胞（白色）被两个细胞毒性T细胞（红色）攻击的伪彩色扫描电子显微镜照片。资料来源：美国国立卫生研究院国家癌症研究所贝勒医学院邓肯综合癌症中心RitaElenaSerda。新药的潜力"在动物模型中，我们的药物能将MTA降回正常值，免疫系统重新启动，"领导这项研究的戴尔医学院分子生物科学系研究副教授兼肿瘤学副教授埃弗雷特-斯通（EverettStone）说。"我们在肿瘤周围看到了更多的T细胞，它们处于攻击模式。T细胞是一种重要的免疫细胞类型，就像一支特警队，能够识别肿瘤细胞，并为它们注入大量酶，从内到外啃噬肿瘤。"斯通设想将这种药物与免疫疗法结合使用，以提高其疗效。该研究的共同第一作者是前UT博士后研究员、现任武田肿瘤公司科学家的DonjetaGjuka，以及前布里格姆妇女医院和丹娜法伯癌症研究所博士后研究员、现任麻省总布里格姆医院住院医师的ElioAdib。了解受缺失影响的基因9p21缺失会导致癌细胞中一些关键基因的缺失。一对产生细胞周期调节因子的基因消失了，而细胞周期调节因子是保持健康细胞以缓慢、稳定的速度生长和分裂的蛋白质。当这些基因丢失时，细胞就会肆意生长。这就是它们致癌的原因。同样被删除的还有一个管家基因，它能产生一种分解毒素MTA的酶。斯通认为，正是这种基因的缺失让癌细胞获得了一种新的超级能力：使免疫系统失活的能力。斯通说："当癌细胞失去这两个基因时，它就获得了一举两得的效果。它失去了通常防止其失控生长的制动器。与此同时，它还解除了人体警察部队的武装。因此，它会变成一种更具侵略性和恶性的癌症。"为了制造出候选药物，斯通和他的同事们首先利用人体自然产生的有助于分解MTA的酶，然后加入柔性聚合物。斯通说："这已经是一种非常好的酶，但我们需要对其进行优化，使其在体内的作用时间更长。如果我们只注射天然酶，它会在几小时内被排出体外。在小鼠体内，我们的改良版能在血液循环中存活数天；在人体内，它的存活时间会更长。"研究人员计划对他们这种名为PEG-MTAP的药物进行更多的安全性测试，并正在寻求资金将其用于人体临床试验。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390517.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1390517.htm

科学家创造出带有人类肌肉基因的酵母

科学家创造出带有人类肌肉基因的酵母生物技术专家PascaleDaran-Lapujade及其代尔夫特理工大学的团队成功地将人类肌肉基因插入到面包酵母的DNA中。这是科学家们首次有效地将人类的一个关键特征插入到酵母细胞中。他们的研究已于最近发表在《CellReports》上。Daran-Lapujade的实验室向酵母细胞引入了一种特性，这种特性由人类无法离开的10个基因集合所调控；它们携带着一种被称为代谢途径的过程的蓝图，这种代谢途径分解糖来收集能量并在肌肉细胞内产生细胞构建块。由于这一机制涉及许多疾病--包括癌症，所以修改后的酵母可以用于医学研究。Daran-Lapujade说道：“现在我们了解了整个过程，医学家们可以将这种人性化的酵母模型作为药物筛选和癌症研究的工具。”人类和酵母是相似的根据Daran-Lapujade的说法，酵母和人类之间有很多相似之处。“这似乎很奇怪，因为酵母是以单细胞形式生存的，而人类由一个复杂得多的系统组成，但细胞的运作方式非常相似。”因此，科学家们经常将人类基因转移到酵母中。因为酵母除去了人体中可能存在的所有其他相互作用，它创造了一个干净的环境，研究人员可以在其中分析一个单一的过程。Daran-Lapujade指出：“跟人体细胞或组织相比，酵母是一种神奇的生物体，因为它的生长简单且它的遗传易得性：它的DNA可以很容易地被修改以解决基本问题。许多关键性的发现如细胞分裂周期都是由于酵母而被阐明的。”人性化的酵母Daran-groupLapujade's之前成功地设计了人工染色体，其被作为一个DNA平台运作以在酵母中构建新功能。他们想测试一下，加入几个人类基因和完整的代谢途径，他们能走多远，细胞是否还能作为一个整体运作。“如果我们把控制人类肌肉的糖分消耗和能量生产的同一组基因加入到酵母中会怎么样？”Daran-Lapujade提问道，“我们能在酵母中把这样一个重要而复杂的功能人性化吗？”对于博士生和共同第一作者FrancineBoonekamp和EwoutKnibbe来说，工程化的酵母出奇地简单。“我们不只是将人类基因移植到酵母中，我们还删除了相应的酵母基因并用人类肌肉基因完全取代它们。你可能认为你不可能将酵母的版本跟人类的版本进行交换，因为在人类和酵母细胞中，这是一个如此特殊和严格调节的过程。但它像一个魅力一样发挥作用！”Daran-Lapujade解说道。进一步的人性化通过跟BarbaraBakker教授的实验室（格罗宁根大学医学中心）的合作，研究人员利用了实验室培养的人类组织细胞以比较了人类基因在酵母中的表达和在原生人类肌肉环境中的表达。在酵母中产生的人类酶和在其原生人类细胞中产生的人类酶的特性非常相似，这支持了新的人源化酵母作为人类细胞模型的价值。这一个过程只是人类新陈代谢的一小部分。酵母和人类细胞之间还有许多类似的过程，可以在人源化酵母中进行研究。虽然Daran-Lapujade专注于工程酵母的基础和技术方面，因此不打算自己研究人源化酵母的应用，但她希望跟其他有兴趣使用该工具的科学家进行合作。“这只是一个起点，我们可以...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1301605.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1301605.htm

研究人员发现一种致命的儿童癌症的关键弱点

研究人员发现一种致命的儿童癌症的关键弱点死于癌症的儿童中有15%是神经母细胞瘤的受害者，这是一种产生于肾上腺神经细胞的儿童癌症。近50%的高危神经母细胞瘤患儿有额外的MYCN（MYCN扩增）基因拷贝，这是神经母细胞瘤的主要驱动力和对治疗的抵抗。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1319243.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1319243.htm