生物学科和我们的身心健康息息相关,能够让我们了解人体的身体结构和各器官的功能,如今医疗技术也比较发达,利用生物科技研制出了很多治疗疾病的药物,但是癌症这一不治之症一直在困扰着很多人,患上癌症就意味着你和死亡之神很接近了,为了与这一疾病做抗争,生物科技又有新发展,发现了双硫仑更多的惊喜。虽然双硫仑的抗癌作用还处于试验阶段,但是也为抗癌带来了新希望!
生物学科和我们的身心健康息息相关,能够让我们了解人体的身体结构和各器官的功能,如今医疗技术也比较发达,利用生物科技研制出了很多治疗疾病的药物,但是癌症这一不治之症一直在困扰着很多人,患上癌症就意味着你和死亡之神很接近了,为了与这一疾病做抗争,生物科技又有新发展,发现了双硫仑更多的惊喜。虽然双硫仑的抗癌作用还处于试验阶段,但是也为抗癌带来了新希望!
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抗癌新希望
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今天我们讲一个化合物逆袭的故事。
1881年,一个不太有名的化学家Grodzki在研究硫脲化合物时,他做了一个实验,得到了一种味道有点像大蒜的化合物—双硫仑。双硫仑可以有效地加快橡胶的硫化过程,于是,随着橡胶工业飞速发展,双硫仑得到了广泛的应用。后来,Williams医生发现双硫仑或许可以用来帮人戒酒 。但在当时并没有引起人们的关注,在Williams医生的研究之后几年,哥本哈根大学的Erik Jacobsen在研究双硫仑时,再一次发现了双硫仑与酒精对人体的影响。他发现,双硫仑抑制了在酒精代谢过程中极为重要的乙醛脱氢酶,导致酒精代谢产生的乙醛在人体内大量积累,于是出现类似酒精中毒的反应。
60多年后,戒酒药双硫仑再一次逆袭——多个研究发现,双硫仑竟然有抗癌作用!可以杀灭乳腺癌、前列腺癌等多种肿瘤细胞。而长达60多年的“戒酒药历史”证明双硫仑十分安全,它的副作用相比大多数肿瘤的化疗药物来说小得多。但是,双硫仑为什么能够抗癌呢?
最早的一些文献认为,可能由于双硫仑抑制了细胞里的“垃圾回收站”——“蛋白酶体”。当细胞需要清理掉某些蛋白质时,会用一种称为泛素的分子给这些废弃的蛋白质先做个标记,然后,蛋白酶体会接收这些有泛素标记的蛋白质,把它们分解成为小片段回收利用。蛋白酶体对于肿瘤细胞至关重要,它一方面可以降解细胞合成的蛋白质“残次品”,另一方面也会降解一系列被称为“抑癌基因”的蛋白产物(例如p53、Rb等等),从而促进癌细胞的无限增殖。因此,蛋白酶体抑制剂,比如硼替佐米,已经被开发为化疗药物。
然而最新的研究发现,双硫仑还有更多惊喜。最近,来自捷克的Zdenek Skrott等人在《Nature》杂志上发表了他们新的发现—双硫仑并没有直接抑制蛋白酶体,而是使用了一种全新的抗癌机制。
研究人员发现双硫仑在体内会被分解成为一种名叫DTC的化合物,而DTC可以牢牢地结合铜离子,形成一个络合物(CuET)。在实验中,给小白鼠直接服用CuET就可以起到治疗癌症的作用,说明CuET应该就是双硫仑在体内代谢后能够有效抗癌的活性产物。继续深入研究又发现,在肿瘤细胞中,双硫仑的代谢产物CuET并没有影响蛋白酶体的活性,但是被泛素标记的蛋白却出现了异常积累。说明CuET抑制了泛素标记的蛋白运动。一个蛋白被泛素标记后,只是相当于是被打上了“报废处理”的标签,如果说蛋白酶体是细胞的“垃圾回收站”,那么还需要有一系列“蛋白垃圾收集车”把这些需要处理的蛋白送进蛋白酶体,然后才能开始降解回收的工作。细胞里面的“垃圾收集车”有很多种,p97复合体(p97-NPL4-UFD1)就是十分重要的一种 。研究人员使用这个复合体的抑制剂NMS873处理细胞,发现了与用CuET处理细胞时有相似的现象。所以推测,CuET就是影响了这些“垃圾收集车”的工作,导致那些被泛素标记出的蛋白只能原地等候,扩散运动减缓。
无论是抑制蛋白酶体这个“蛋白垃圾回收站”的工作,还是抑制p97复合体这个“垃圾收集车”的工作,最终都会影响被泛素标记的蛋白的降解。这些被标记的蛋白中,很大一部分是细胞生产的蛋白质“残次品”,如果这些“残次品”积累起来,会严重影响细胞的生理活动,激发细胞的“应激反应”,最终影响细胞的生存。对于肿瘤细胞来说,因为细胞代谢格外旺盛,所以也会产生比普通细胞更多的蛋白质“残次品”,CuET抑制了这些蛋白质“废弃物”的处理,导致大量“垃圾”堆积在肿瘤组织内,影响肿瘤细胞的正常生理活动,最终“活活被垃圾憋死”。而CuET在肿瘤组织内富集的特点,又使得肿瘤细胞受到了额外伤害。这就是戒酒药双硫仑能够有选择性地杀灭肿瘤细胞的原因。
就这样,在这一百多年的时间里,双硫仑从一个默默无闻的化合物,到称霸橡胶行业的橡胶处理剂,再到戒酒药,最后成为抗癌新星,强势逆袭。谁能想到,最开始它可能只是一个小实验室的“灌水之作”呢?
特别提醒:双硫仑的抗癌作用还处于试验阶段,请勿盲目尝试。
设题点1
癌症(癌症相关知识及生活方式对健康的影响)
命题示例
癌症是目前医学面临的难题之一,极低的康复率使得大家谈癌色变。下列关于癌症的说法,正确的是( )
A.癌症属于传染病,可以在人与人之间传播
B.癌细胞可以无限增殖,扩散速度快
C.泡菜和腌菜与癌症没有联系,可以多食
D.癌症的发生与外界环境有关,而与人体的免疫、遗传、激素等水平无关
【解析】传染病是由病原体引起,能在人与人之间传播,而癌症不是由病原体引起,因此癌症不和转移性等生物特征,B正确;泡菜和腌菜中含盐量高,盐中的杂质亚硝酸盐等是致癌物质,因此不应多食,C错误;癌症的发生与个体的遗传免疫有关,与环境因素、饮食因素及生活习惯等诸多因素有关,D错误。
【答案】B
设题点2
双硫仑(双硫仑抗癌机制的相关知识)
命题示例
经过科学家们的努力,双硫仑从戒酒药演变成抗癌新星。下列关于双硫仑在抗癌过程发挥作用的叙述中,正确的是( )
A.在抗癌过程中,直接发挥作用的是双硫仑本身
B.CuET是一种含铜离子的络合物,失去铜离子后对其功能没有影响
C.CuET具有抗癌作用,因为它可以抑制泛素对相关蛋白的标记
D.双硫仑的代谢产物通过抑制“垃圾收集车”的工作,从而影响被泛素标记过的蛋白的降解
【解析】大多数的抗癌药物中,具有抗癌效果的不是其本身,而是它在人体内的代谢产物。双硫仑也是如此,其发挥抗癌作用的是它在人体内的代谢产物——DTC,因此A错误;DTC与铜离子形成络合物,也就是CuET,又称为配位化合物,当失去中间的铜离子后,化学键断裂,结构破坏,会影响该化合物的功能,因此B错误;CuET的抗癌机制是影响“垃圾收集车”的工作,使得被泛素标记过的蛋白扩散缓慢,不能及时被降解,最后大量积累,影响癌细胞的生理活动,从而达到抗癌效果,因此C错误,D正确。
【答案】D
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