伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家们将一种意想不到的来源转化为对抗癌症的潜在新武器：即天然存在于肿瘤内部的细菌。他们受一种细菌蛋白启发，开发了一种名为aurB的肽，它能渗透进癌细胞，并通过靶向线粒体——细胞的“能量工厂”，有效切断其能量供应。
在涉及前列腺癌的临床前研究中，该疗法与放射治疗联合使用时取得了显著成果。该方法通过靶向癌细胞的能量供应阻断了肿瘤生长。该疗法由一种名为aurB的细菌蛋白的小片段构建而成。根据发表在《信号转导与靶向治疗》杂志上的研究发现，aurB破坏了肿瘤细胞线粒体内的能量产生，有效地剥夺了肿瘤生长所需的燃料。
“线粒体对细胞的生存至关重要；它们是能量工厂，”该研究的资深作者、伊利诺伊大学芝加哥分校（UIC）外科和生物医学工程系副教授、伊利诺伊大学癌症中心成员Tohru Yamada说道。“许多癌细胞表现出线粒体数量和活性的改变，因为癌细胞必须进行侵袭性和快速的生长。因此，线粒体将是癌症治疗的理想靶点。”
超越p53基因
科学家们多年来已经知道，肿瘤是存在于所谓肿瘤微环境中的细菌群落的家园。最近，研究人员开始探索这些细菌是否可能提供可以转化为癌症治疗药物的化合物。
Yamada实验室早期的工作发现了一种被称为铜氧化还原蛋白的细菌蛋白，它可以抑制肿瘤生长。铜氧化还原蛋白是一类含铜蛋白，有助于在其他蛋白之间传递电子。
基于这一发现，该团队开发了一种肽类药物并进行了广泛测试，包括在涉及成人的临床试验和儿童脑癌研究中。
然而，该肽的有效性依赖于一种名为p53的基因。由于p53在癌症患者中经常发生突变，而且这些突变因人而异，该疗法可能对某些患者效果良好，但对其他患者则不然。
“我们希望拥有一种不利用p53功能的抗癌制剂，”Yamada说。
靶向癌症的“能量工厂”
为了寻找一种替代方法，研究人员寻找了一种通过线粒体而不是p53途径起作用的细菌蛋白。他们的搜索使他们发现了另一种铜氧化还原蛋白。
在这项新研究中，团队分析了乳腺癌患者的肿瘤样本，并使用DNA测序来识别肿瘤内部存在的细菌。一种细菌引起了特别的关注，因为它含有一种被称为uracyanin的铜氧化还原蛋白，其功能与之前研究的蛋白相似。
研究人员随后基于uracyanin设计了一种肽，并将其命名为aurB。实验室实验显示，aurB进入肿瘤细胞线粒体并与ATP合酶结合，ATP合酶是一种在生成ATP（细胞使用的主要能量来源）过程中起关键作用的蛋白。
前列腺癌模型中的显著疗效
团队在缺乏活性p53的癌细胞系以及激素治疗耐药性前列腺癌的小鼠模型中评估了aurB。
当与前列腺癌的标准治疗方法之一——放射疗法联合使用时，aurB显著减少了肿瘤生长，且没有明显毒性的迹象。
“联合疗法显著增强了该肽的活性，肿瘤变得更小，”Yamada说。“这种方法很有前景。使用成熟的胫骨转移模型，我们在临床前展示了显著的肿瘤生长抑制作用。”
从肿瘤细菌中寻找未来的抗癌药物
UIC在该大学技术管理办公室的协助下已为aurB申请了专利。研究人员目前正在探索将该疗法推进至人体临床试验的机会。
与此同时，Yamada认为uracyanin可能仅仅是一个更大机遇的开端。无数细菌蛋白仍未被探索，其中许多可能成为未来癌症疗法的基础。
“还有许多其他细菌蛋白可以成为抗癌药物的来源，”Yamada说。“我们只是还没有尝试过它们。”
Yamada与医学院和UI Health的合作者共同开展了这项工作，并感谢外科系，包括Martin Borhani博士、Aslam Ejaz博士、Ajay Rana博士、Enrico Benedetti博士和Tapas K. Das Gupta博士，他们的贡献对该项目的成功起到了关键作用。
该研究的其他UIC作者包括来自医学院的Samer A. Naffouje博士、Duy Binh Tran、Konstantin Christov、Albert Green、Ngoc Hai Trieu Phong和Tapas K. Das Gupta博士，以及来自工程学院的Weiguo Li。