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PNAS:基因敲除新技术助力疾病研究

来源:生物通
摘要:来自加州大学戴维斯分校的一个科学家研究小组发现,一种omega-3脂肪酸代谢产物可切断助力肿瘤生长和扩散的氧气及营养物质供应,帮助对抗癌症。研究结果报告在《美国科学院院刊》(PNAS)杂志上。这一代谢产物是环氧二十二碳五烯酸(EDP),其被发现存在于鱼油和母乳中。在动物研究中,加州大学戴维斯分校的科学家们发现,......

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来自加州大学戴维斯分校的一个科学家研究小组发现,一种omega-3脂肪酸代谢产物可切断助力肿瘤生长和扩散的氧气及营养物质供应,帮助对抗癌症。研究结果报告在《美国科学院院刊》(PNAS)杂志上。

这一代谢产物是环氧二十二碳五烯酸(EDP),其被发现存在于鱼油和母乳中。在动物研究中,加州大学戴维斯分校的科学家们发现,EDP抑制了机体内的血管发生。

肿瘤通过劫持在创伤修复、生长和发育中起作用的正常的血管发生生物学过程,来实现生长和扩散。加州大学戴维斯分校的研究人员证实,通过抑制血管生成,EDP减少了小鼠体内的肿瘤生长和扩散(转移)。该研究提供了第一个科学证据,证实EDP具有强有力的抗癌及抗转移效应。

EDP是通过与当前阻断血管生成的许多抗癌药物不同的一种机制来发挥作用的。

论文的主要作者、加州大学戴维斯分校综合癌症中心和昆虫学系Bruce Hammock实验室博士后研究人员张国栋(Guodong Zhang,音译)说:“我们的研究提供了对omega-3脂肪酸发挥生物学效应相关信号通路的新认识。”

研究人员表示,未来的研究将有望确定,稳定的EDP可安全有效地与其他抗血管生成药物联合使用,用于治疗癌症。

“据我们所知,EDPs是已发现具有如此强有力抗癌效应的第一个信号脂质。研究人员或许可以利用EDPs作为结构靶标,开发出模拟抗癌制剂的稳定类似物,”张国栋说。

“张国栋和同事们的研究揭示了omega-3脂肪酸从前未被认知的一种抗癌效应。omega-3脂肪酸是一种重要的饮食脂质成分,一直以来被开发用于预防心脏病和癌症,”俄勒冈健康与科学大学医学教授Jonathan R. Lindne(未参与该研究)说。

“作者们证实,这些脂质的代谢产物能够起抑制新血管生长的作用。众所周知,血管生长是促进肿瘤生长的必要条件。通过切断肿瘤的血液供应,这些化合物可以显著抑制肿瘤生长,防止肿瘤扩散。这项研究的结果表明,通过了解机体利用营养促进健康的知识,可获取新的抗癌药物策略,”Lindner说。

当可溶性环氧化物酶(soluble epoxide hydrolase ,sEHI)受到抑制时,体内的EDPs会遭到分解。在当前的研究中,加州大学戴维斯分校的研究人员确定,在血液循环中添加sEHI可稳定EDP,由此促成EDPs的抗肿瘤效应。抗癌药物索拉非尼(sorafenib)和regorafenib均是获得FDA批准的sEHIs。

研究人员还发现花生四烯酸(ARA)的一种代谢产物(一种omega-6脂肪酸)具有与EDP相反的效应,这种ARA代谢产物,环氧-二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids, EETs),轻微促进了小鼠的血管生成和肿瘤进展。

“通过结合高omega-3和低omega-6脂肪酸饮食,这些抗癌药物的效应有可能能够得到提高,”Hammock说。

加州大学戴维斯分校生物医学工程系教授Katherine W. Ferrara说:“天下没有免费的午餐。EETs促进了伤口愈合,而EDPs阻断了实体瘤的生长和转移。”

Ferrara说:“我们的结果表明,EDPs和EETs是调控肿瘤形成的一个血管生成开关的独特调节因子。并揭示了omega-3、omega-6脂肪酸和癌症之间的一种新的机制连接。” 

加州大学戴维斯分校的科学家们确定了,EDP通过抑制血管内皮生长因子(VEGF)和成纤维细胞生长因子2(FGF-2)诱导的血管生成,饿死了小鼠体内的肿瘤。在实验室培养物中,EDP也抑制了新血管需要的内皮细胞迁移。

因此,相比于靶向VEGF-VEGFR2 信号通路的其他血管生成抑制剂会提高患者的高血压风险,EDP血管生成抑制剂具有其优势。

由于EDPs可以扩大血管,根据研究人员的研究发现开发的药物,应该不会提高患者的高血压风险。

(生物通:何嫱)

作者: 2013-4-7
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