科学家们发现了一种天然化合物,可以阻止某些癌症和脱髓鞘疾病(如多发性硬化症,MS)进展中的关键过程。这些疾病会损害神经元周围的保护性髓鞘。这项发现由俄勒冈健康与科学大学(OHSU)并得益于波特兰大学本科生多年来的研究。
发表在《生物化学杂志》上的一项研究确定了一种名为硫磺素(sulfuretin)的植物来源黄酮类化合物,它能够抑制与多发性硬化症和癌症相关的一种酶。这项研究在OHSU的细胞模型中进行,结果表明硫磺素有效阻断了该酶的活性。下一阶段的研究将涉及在动物模型中测试该化合物,以评估其在治疗癌症和多发性硬化症等神经退行性疾病中的治疗潜力、有效性及可能的副作用。
一种可能具有广泛影响的治疗方法
OHSU俄勒冈国家灵长类动物研究中心的神经科学教授拉里·谢尔曼博士表示:“我们认为这种药物可能会在多个领域产生影响。”
研究人员发现,硫磺素以及另外两种在活细胞中测试的合成化合物,能够抑制一种特定类型的酶——透明质酸酶的活性。这种酶会自然降解透明质酸。这一点非常重要,因为当透明质酸被分解成片段时,它至少会在两个方面引发问题:
- 阻碍髓鞘修复:它会阻止少突胶质细胞的成熟,这些细胞负责产生髓鞘。髓鞘是覆盖每个神经细胞轴突的保护性鞘层,轴突是细胞之间传递电信号的线状部分。髓鞘损伤与多发性硬化症、中风、脑损伤和某些形式的痴呆症有关。此外,髓鞘形成延迟会影响早产儿,导致脑损伤或脑瘫。
- 促进癌细胞增殖:在癌症肿瘤中,透明质酸酶的活性会使癌细胞不受正常细胞死亡的限制而增殖。谢尔曼表示:“现在我们有一种抑制剂可以真正阻止这一过程。”谢尔曼同时也是OHSU医学院细胞、发育和癌症生物学教授。
这项新研究专注于抑制一种特定类型的透明质酸酶,称为细胞迁移诱导和透明质酸结合蛋白(CEMIP)。
除了多发性硬化症和癌症外,CEMIP还与一系列疾病有关,包括骨关节炎、皮肤感染、酗酒引起的脑损伤,以及可能的其他神经发育障碍,如阿尔茨海默病。研究表明,硫磺素能够抑制其活性。
花朵中的分子
这一发现源于波特兰大学化学系长期教授、现已退休的安吉拉·霍夫曼博士实验室中本科生多年来的辛勤工作。他们筛选了多种植物化合物。
谢尔曼说:“多年来,她的学生们一直在研磨这些花朵,提取分子,并测试它们是否能阻断透明质酸酶的活性。终于,几年前,他们发现了一种有潜力的化合物。”
OHSU谢尔曼实验室的研究生亚历克·彼得斯发现,这种化合物在肿瘤细胞系和少突胶质前体细胞中阻断了CEMIP的活性。少突胶质细胞负责生成髓鞘。
霍夫曼是一名修女和化学教授,今年早些时候从波特兰大学退休,结束了35年的教学生涯,回到修道院领导工作。十年前,她开始与谢尔曼合作。她表示,在这段时间里,数百名本科生参与了将数十种植物分解成分子并测试这些化合物是否能中和CEMIP的工作。
霍夫曼说:“指导学生进行这种研究有助于他们的职业发展。这一发现可能对阿尔茨海默病或其他神经退行性疾病有用。只要潜在问题与透明质酸分解有关,这可能对人们有帮助。”
该研究得到了美国国立卫生研究院(NIH)的支持,资助编号P51 OD011902用于OHSU俄勒冈国家灵长类动物研究中心的运营;国会指导医学研究计划资助编号MS160144;国家多发性硬化症协会资助编号RG 4843A5/1;NIH国家神经疾病和中风研究所资助编号NS054044;以及NIH国家酒精滥用和酒精中毒研究所资助编号P60AA010760。(点击这里看原文)
参考文献:
Alec Peters等人,《生物化学杂志》,2024年10月24日,DOI: 10.1016/j.jbc.2024.107916
