科學家發現軟珊瑚是高效抗癌化合物的來源
從蝮蛇到漏斗形蜘蛛,生物繼續被證明是具有拯救生命潛力的豐富藥物來源,但有些生物比其他生物更能提供其強大的化合物和分子。為尋找一種由罕見的珊瑚物種產生的有希望的抗癌化學品的另一個來源而進行的25年探索現在已經開始取得成果,科學家們發現其他容易獲得的珊瑚也大量產生這種化學品。
這項研究的中心化合物名為軟珊瑚醇,在20世紀90年代從澳大利亞海岸的一個稀有珊瑚物種中分離出來後,研究很快開始記錄其“極其有效”和“高度細胞毒性”的抗癌潛力。儘管這些早期的結果非常令人鼓舞,但科學家們無法找到這種有意義的化學物質,而供應的缺乏也停止了他們進一步研究和藥物開發的雄心。
猶他大學的博士後科學家Paul Scesa在佛羅里達州周圍的海洋水域探索中長大。他對有機化學的研究使他想知道他所認識的軟珊瑚物種是否能在這個長期尋找軟珊瑚醇的過程中提供一些線索,因此他開始對來自該地區的活體樣本進行實驗室研究。
知道珊瑚能產生軟珊瑚醇是一回事,但了解它們是如何做到的才是科學家們真正想知道的。先進的DNA技術使科學家們有可能研究珊瑚的遺傳密碼,看看它是否包含創造這種化合物的指令,但如果不知道這些指令到底是什麼樣子,科學家們就面臨著一項棘手的任務。
與Scesa共同領導這項研究的Eric Schmidt說:“這就像在黑暗中尋找一個你不知道問題的答案。”
為了填補空白,科學家們將這些DNA工具應用於其他珊瑚物種,尋找創造已知與軟珊瑚醇相似的化合物的基因指令。這使他們能夠確定Scesa收集的軟珊瑚中的DNA區域與其他物種用於生產類似類型的化合物的遺傳指令相似,並拼湊出一個類似於製造軟珊瑚醇的說明書。
科學家們隨後在實驗室中培養細菌,並對其進行編程以遵循這些指令,這確實看到微生物執行了創造軟珊瑚醇前體的步驟。據科學家稱,這證明了軟珊瑚,即遺傳指令的來源,是這種有希望的抗癌化合物的生產者。使用生物的DNA代碼在實驗室中重新創造它,現在提出了以進一步研究和藥物開發所需的數量生產該化合物的可能性。
Schmidt說:“這是我們第一次能夠對地球上的任何藥物線索做到這一點。”
軟珊瑚醇是珊瑚用來抵禦可能的捕食者的一種化學物質,因此可以被食用,而不像蛇類的毒藥那樣被注射到獵物體內。科學家們說,這意味著基於這種化學品的化合物也應該很容易消化,甚至可以採取藥丸的形式,用一杯水就可以口服。
Schmidt說:“這些化合物更難找到,但它們更容易在實驗室裡製造,也更容易作為藥物服用。”
科學家們現在正在研究擴大該化合物生產規模的最佳方法,希望最終能夠提供一種高度有效的、易於服用的癌症治療方法。
“我的希望是有一天能把這些東西交給醫生,”Scesa說。“我認為這是從海底到工作台到床邊的過程。”
這項研究發表在《自然-化學生物學》雜誌上。