本文围绕天津大学教授叶升团队的科研成果展开,介绍了团队破解癌细胞重要生存密码的过程,包括癌细胞利用单羧酸转运蛋白运输乳酸的机制,以及团队如何基于此发现筛选出抑制癌细胞生长的天然化合物,该成果为抗癌药物研发提供了新思路。
近日,天津大学传来令人振奋的消息,教授叶升带领的科研团队成功揭开了癌细胞的一个关键生存秘密,这一重大突破为新型抗癌药物的研发开辟了全新的路径。
在人体生理过程中,乳酸的产生主要是无氧代谢的结果。而恶性肿瘤细胞却拥有一项独特的生存技能,即便处于氧气充足的环境里,它们也能像发酵的面团一样,迅速地产生乳酸,以此为自身提供所需的能量。更为可恶的是,这些癌细胞还能借助一种名为单羧酸转运蛋白的“运输工”,将产生的乳酸运送到周围环境中。这样一来,癌细胞不仅清理了自身的“代谢垃圾”,还营造出一个有毒的环境,成功阻挡了免疫细胞对它们的攻击。
这一现象引起了科学家们的高度关注,他们意识到,如果能够破坏单羧酸转运蛋白的运输能力,就有可能对癌细胞造成有效的打击。那么,这些“运输工”究竟是如何完成乳酸运输工作的呢?叶升团队展开了深入的研究,一步步揭开这一蛋白家族的神秘面纱。早在2020年,团队就有了重要发现,这类运输蛋白在工作时呈现出协同效应。当乳酸浓度较高时,它们的活性会显著升高,能够迅速地将乳酸运出细胞;而当乳酸浓度降低时,它们则会停止工作。到了2022年,团队又进一步发现了关键伴侣蛋白是如何帮助单羧酸转运蛋白在细胞表面“安家落户”的。
今年3月,团队的研究取得了新的进展。他们发现单羧酸转运蛋白运输乳酸的过程就像是完成一套精密的“质子泵”动作。具体来说,首先通过特定的氨基酸捕捉质子,就如同拧开瓶盖一样,打开运输通道;接着,乳酸分子就像坐滑梯一样顺利进入指定位置;最后,通过电荷的变化将乳酸“弹射”出去。整个过程需要多个关键位点的精确配合,宛如一场编排完美的“分子舞蹈”。
基于这些重要发现,研究团队将目光投向了传统中药化合物库,经过不懈筛选,终于找到了一种名为“水飞蓟宾”的天然化合物。这种小分子能够精准地卡在单羧酸转运蛋白的底物结合中心处,阻断其“分子舞蹈”,从而破坏它的运输能力。实验测试结果显示,“水飞蓟宾”对肝癌细胞的生长起到了有效的抑制作用。
目前,该研究成果已经在《中国药理学报》上发表,并且获得了国家自然科学基金、科技部重点研发计划等项目的支持。
叶升教授表示:“这项研究不仅让我们对癌细胞的生命活动有了更深入的了解,也为开发副作用更小的靶向抗癌药物提供了新的思路。”未来,团队将继续努力,对药物设计进行优化,争取早日为癌症患者带来更加安全有效的治疗选择。
本文介绍了天津大学叶升团队破解癌细胞利用单羧酸转运蛋白运输乳酸的生存密码,发现其运输机制,并筛选出“水飞蓟宾”抑制癌细胞生长。该成果已发表,获相关项目支持,为抗癌药物研发提供新思路,团队后续将优化药物设计,造福癌症患者。
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