氢分子peroxide-sensing揭示了化疗药物是否具有预计的影响

麻省理工学院的化学工程师开发了一种新的传感器,让他们看到在癌细胞和确定细胞是否应对特定类型的化疗药物。

的传感器,这里面检测过氧化氢人类细胞可以帮助研究人员识别新癌症药物,提高水平的过氧化氢,导致程序性细胞死亡。传感器也可以适应屏幕个体病人的肿瘤预测这类药物是否有效。

“同样的疗法并不会对所有的肿瘤,”哈德利赛克斯说,麻省理工学院的化学工程的副教授。“目前有一个真正的缺乏定量化学特定工具能够衡量的变化发生在肿瘤细胞与正常细胞的反应药物治疗。”

赛克斯是这项研究的资深作者,发表在8月7日发行的自然通讯。该论文的第一作者研究生特洛伊朗格弗德;其他作者是前北京研究生黄和约瑟夫Lim和研究生太阳金月亮。

跟踪过氧化氢

癌细胞经常有突变,导致新陈代谢出错,产生异常高通量的过氧化氢。当产生太多的分子,它可以破坏细胞癌症细胞变得高度依赖于抗氧化系统,除去细胞过氧化氢。

药物目标这个漏洞,这被称为“氧化还原的药物,可以通过禁用抗氧化系统或进一步提高过氧化氢的生产。许多这样的药物已进入临床试验,取得了不同的结果。

”的一个问题是,临床试验通常发现他们工作对一些病人来说,他们不为其他病人工作,”赛克斯说。“我们真正需要的工具能够做更多精心设计的试验,我们找出哪些患者会对这种方法并不是,所以更可以批准这些药物。”

帮助朝着这一目标,赛克斯着手设计一种传感器,可以敏感地检测人体细胞内过氧化氢,允许科学家测量细胞对这些药物的反应。

现有的过氧化氢传感器是基于称为转录因子的蛋白质,从微生物和工程与过氧化氢反应时能发出荧光。赛克斯和她的同事们试图利用这些在人类细胞,但发现他们不敏感的过氧化氢他们试图检测,导致他们寻求人类蛋白质可以执行的任务。

通过研究人类蛋白质的网络,成为与增加过氧化氢氧化,研究人员确定了酶的酶类在大多数人类细胞与分子的反应。这种酶的许多功能是感知过氧化氢水平的变化。

朗格弗德然后修改蛋白质通过添加两个荧光分子一端——绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白在另一端。当传感器与过氧化氢反应,它的形状变化,让这两个荧光蛋白紧密。研究人员可以检测是否发生这种转变用绿色照射细胞:如果没有检测到,过氧化氢的仍然是绿色的;如果存在过氧化氢,传感器发出红光。

预测成功

研究者们测试了他们的新传感器两种类型的人类癌症细胞:一组,他们知道是易受氧化还原名为piperlongumine的药物,他们知道,另一个是不容易受到影响。传感器显示,氢过氧化水平持平在耐药细胞,但在易感细胞,研究人员预期。

赛克斯设想这个传感器的两个主要用途。一是屏幕图书馆现有的药物,或有可能被用作药物化合物,以确定他们有增加的预期效果过氧化氢集中在癌症细胞。另一个潜在的使用是筛选病人之前收到这些药物,药物是否会成功对每个病人的肿瘤。赛克斯现在追求两种方法。

“你必须知道哪些癌症药物以这种方式工作,然后哪些肿瘤作出回应,”她说。“这些是两个不同但相关的问题都需要解决这种方法有实际影响的诊所。”

---

---