日內瓦大學和馬爾堡大學的研究人員已經證明，D-半胱氨酸（半胱氨酸的“鏡像”形式）可以選擇性地靶向特定的癌細胞。
許多癌症療法在治療腫瘤的同時也會損傷健康組織，常常導致嚴重的副作用。為了減少這種附帶損害，研究人員正在尋找隻作用於癌細胞的療法。由日內瓦大學 (UNIGE)和馬爾堡大學領導的一個國際研究團隊發現了一種不尋常的方法，即使用一種“鏡像”形式的氨基酸半胱氨酸。
這種含硫分子能顯著減緩某些癌症的生長，同時對健康細胞無影響。由於它主要被特定的癌細胞吸收，因此該化合物會幹擾細胞呼吸和DNA合成等重要功能。
在小鼠實驗中，該策略顯著抑製了侵襲性乳腺腫瘤的生長，提示這是一種很有前景且靶向性強的治療途徑。相關結果發表於《自然·代謝》雜誌。
鏡像分子揭示選擇性
氨基酸是蛋白質的基本組成單元，對生命至關重要。所有生物體都依賴於相同的20種氨基酸，它們以兩種結構形式存在，分別稱為L型（左旋）和D型（右旋）。這兩種形式互為鏡像，如同左手和右手。
盡管它們的化學組成相同，但它們的三維結構卻不同。人體細胞幾乎完全利用L型亞基來合成蛋白質，而D型亞基在正常的生物學過程中作用甚微。
由日內瓦大學理學院分子與細胞生物學係名譽教授讓-克勞德·馬蒂努（Jean-Claude Martinou）領導的研究團隊，研究了不同氨基酸如何影響癌細胞的行為。他們的實驗表明，含有硫原子的D型半胱氨酸（D-Cys）在實驗室條件下能顯著抑製某些癌細胞的生長。值得注意的是，健康細胞不受影響，這凸顯了該氨基酸具有極高的選擇性。
癌細胞會吸收自身的弱點
“癌細胞和健康細胞之間的這種差異很容易解釋：D-半胱氨酸是通過一種特定的轉運蛋白進入細胞的，這種轉運蛋白隻存在於某些癌細胞的表麵，”馬蒂努教授實驗室的博士生、該研究的第一作者約瑟芬·讚加裏解釋說。 “事實上，我們觀察到，如果我們在健康細胞表麵表達這種轉運蛋白，這些細胞在D-半胱氨酸存在的情況下就會停止增殖。”
得益於與馬爾堡大學羅蘭·利爾教授團隊的合作，科學家們揭示了D-半胱氨酸如何發揮其毒性：“它會阻斷一種名為NFS1的重要酶，該酶位於線粒體——細胞的‘動力工廠’中。這種酶在產生鐵硫簇方麵起著關鍵作用，鐵硫簇是一種小結構，對於細胞呼吸、DNA和RNA的產生以及維持遺傳完整性等許多過程都不可或缺，”羅蘭·利爾解釋道。
因此，D-Cys 通過抑製 NFS1 來關閉癌細胞中的一係列重要過程：呼吸作用減弱，DNA 受損，細胞周期停止。
減緩小鼠腫瘤生長
為了評估這種方法的治療潛力，研究人員給患有高度侵襲性、難治性乳腺癌的小鼠注射了D-半胱氨酸。結果令人鼓舞：腫瘤生長明顯減緩，且動物未出現嚴重副作用。
“這是一個非常積極的信號——我們現在知道可以利用這種特異性來靶向某些癌細胞，”讓-克勞德·馬蒂努說道。 “然而，我們仍然需要確定D-半胱氨酸能否在人體中以有效劑量給藥而不造成傷害。”
如果情況屬實，D-半胱氨酸有望為過度表達相關轉運蛋白的癌症提供一種簡便、創新且選擇性的療法。它還有助於預防轉移，而轉移是疾病進展的關鍵步驟。
