新的光激活方法可精确瞄准癌症和炎症细胞

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员报告称，一种利用光精确瞄准有害细胞使其死亡的新方法可能会对癌症和炎症疾病带来新的认识和治疗方法。

炎症细胞死亡，又称坏死性凋亡，是人体对抗疾病的重要调节工具。然而，在某些疾病中，这一过程可能会失控；例如，癌细胞能够抑制炎症信号，从而逃脱死亡。

通常，癌症治疗使用药物诱导来杀死细胞，但这些化学物质往往会扩散到整个组织中，很难控制在精确的位置。你会得到很多不良影响。我们可以让细胞对光产生反应，我们可以将光束聚焦到小于一个细胞的范围内。这就是我们如何使用光非常精确地瞄准一个细胞并开启其死亡途径。”

张凯，研究负责人，伊利诺伊大学生物化学教授

研究人员使用一种称为光遗传学的方法使细胞对光作出反应。他们从植物中借用了一种光激活基因，并将其插入肠道细胞培养物中，并将其附着在 RIPK3 基因上，RIPK3 是一种调节坏死凋亡的蛋白质。

“当被激活时，RIPK3 会发生寡聚化；它会形成蛋白质复合物簇。我们的感光蛋白在暴露于蓝光时会聚集在一起。因此，通过触发感光蛋白聚集在一起，RIPK3 会聚集在一起并发生寡聚化，这就是我们模拟激活途径的方式，”研究生 Teak-Jung Oh 说道，他是发表在《分子生物学杂志》上的论文的第一作者。

然而，杀死细胞本身并不是唯一的目标。诱导炎症细胞死亡途径，而不是直接用机械或化学方法杀死细胞，会触发免疫系统做出反应。张教授说，破裂的细胞会释放出一种叫做细胞因子的化学物质，刺激附近的细胞并吸引T 细胞，即在免疫系统识别和攻击威胁方面发挥重要作用的白细胞。

“某些类型的癌细胞会形成局部免疫抑制环境，T 细胞要么不被招募，要么即使来了，也不会将其识别为威胁，也不会渗透到癌变区域。但通过坏死凋亡打开一些癌细胞，我们希望调节这种免疫抑制环境，帮助训练 T 细胞识别和攻击癌症，”伊利诺伊州癌症中心成员张教授说。

由于光遗传系统需要将光直接传送到组织，因此目前在皮肤以外更深的组织中的人体临床应用有限。然而，伊利诺伊州的研究小组计划下一步在小鼠身上实施他们的系统，以进一步研究癌症和其他炎症疾病中的坏死凋亡和免疫反应。他们还将进一步研究体外平台训练 T 细胞进行免疫治疗的潜力。

Oh 表示：“了解坏死性凋亡的细胞信号通路尤其重要，因为已知坏死性凋亡与神经退行性疾病和炎症性肠病等疾病有关。了解坏死性凋亡如何影响这些疾病的进展非常重要。如果你不了解分子机制，你就不知道该针对什么来减缓进展。”