日本科学家在使用人工 DNA 抗癌方面取得了突破。实验室测试成功地靶向并摧毁了人类宫颈癌细胞和乳腺癌细胞，以及小鼠恶性黑色素瘤细胞。
日本科学家在使用人工 DNA 抗癌方面取得了突破。实验室测试成功地靶向并摧毁了人类宫颈癌细胞和乳腺癌细胞，以及小鼠恶性黑色素瘤细胞。
发夹状 DNA 与癌细胞中的 microRNA 相互作用，激活免疫反应
东京大学的研究人员在使用人工DNA抗癌方面取得了突破。在实验室测试中，该方法有效地靶向并破坏了人类宫颈癌细胞和乳腺癌细胞，以及来自小鼠的恶性黑色素瘤细胞。该团队设计了一对化学合成的 DNA，形状像发夹，专门用于杀死癌细胞。当注入癌细胞时，DNA 对会附着在某些癌症中过量产生的 microRNA (miRNA) 分子上。
DNA 对在附着到 miRNA 上后解开并结合，形成更长的 DNA 链，从而激活免疫反应。这种反应不仅消除了癌细胞，还阻止了癌细胞继续生长。这种创新方法有别于传统的癌症药物治疗，有望开创药物开发的新纪元。
癌症是一种影响全球数百万人的疾病。癌症是导致死亡的主要原因之一，2018 年约有 960 万人死亡。据估计，五分之一的男性和六分之一的女性在其一生中会患上癌症。
癌症是一个令人遗憾的全球健康问题，目前的治疗方法有其局限性。然而，基于核酸（即 DNA 和RNA，携带重要信息的分子）的药物可以控制细胞的生物学功能，有望改变医学的未来，并为战胜癌症和其他难以治愈的疾病提供重大推动力。治疗由病毒和遗传疾病引起的疾病。
东京大学的一个研究小组，由助理教授 Kunihiko Morihiro 和工学研究生院的 Akimitsu Okamoto 教授领导，受到启发，利用人工 DNA 创造了一种新的抗癌药物。Okamoto 说：“我们认为，如果我们能够创造出与传统药物作用机制不同的新药，它们可能对迄今为止无法治愈的癌症有效。”
用于癌症治疗的核酸药物一直具有挑战性，因为很难使核酸区分癌细胞和其他健康细胞。这意味着如果健康细胞受到无意中的攻击，就有可能对患者的免疫系统产生不利影响。然而，该团队首次能够开发出一种发夹状 DNA 链，可以激活自然免疫反应，靶向并杀死特定的癌细胞。
溶瘤 DNA 发夹对 (oHP) 被引入癌细胞。当 oHP 遇到引起肿瘤的过度表达的 microRNA (miRNA) 时，它们解开以与 miRNA 连接并相互连接以形成更长的 DNA 链。这些细长的链随后会触发免疫反应，这是人体的内在防御机制，可抑制肿瘤的进一步生长。图片来源：2022 Akimitsu Okamoto
癌细胞会过度表达某些 DNA 或 RNA 分子，或复制过多，导致它们无法正常发挥作用。该团队创建了称为 oHP 的人工溶瘤（抗癌）发夹 DNA 对。当这些 oHP 遇到称为 miR-21 的短（微）RNA 时，它们会被触发形成更长的 DNA 链，miR-21 在某些癌症中过度表达。
通常，oHP 由于其弯曲的发夹形状而不会形成更长的股线。然而，当人造 oHP 进入细胞并遇到目标 microRNA 时，它们会打开并与之结合并形成更长的链。然后，这会导致免疫系统将过表达的 miR-21 的存在识别为危险，并激活先天免疫反应，最终导致癌细胞死亡。
这些测试对在人类宫颈癌衍生细胞、人类三阴性乳腺癌衍生细胞和小鼠恶性黑色素瘤衍生细胞中发现的过度表达的 miR-21 有效。“由于短 DNA oHP 和过表达的 miR-21 之间的相互作用，该研究小组发现了长 DNA 链的形成，这是其用作选择性免疫放大反应的第一个例子，可以靶向肿瘤消退，提供了一个新的类核酸候选药物的机制与已知的核酸药物完全不同，”冈本说。
“这项研究的结果对医生、药物发现研究人员和癌症患者来说是个好消息，因为我们相信它将为他们提供新的药物开发和药物政策选择。接下来，我们将以这项研究的结果为基础进行药物发现，并详细研究药物的功效、毒性和潜在的给药方法。” 在提供治疗方法之前，这项研究还有很多步骤要做，但该团队对核酸对新药发现的好处充满信心。该研究由 JST ACT-X、JSPS KAKENHI、AMED Grant 和日立全球基金会资助。
参考：“溶瘤发夹 DNA 对：通过微小 RNA 触发的 DNA 自组装的选择性细胞毒性诱导剂”，作者：Kunihiko Morihiro、Hiraki Osumi、Shunto Morita、Takara Hattori、Manami Baba、Naoki Harada、Riuko Ohashi 和 Akimitsu Okamoto，2022 年 12 月 20 日，期刊美国化学学会。
DOI：10.1021/jacs.2c08974