幾十年來，研究人員一直在努力將有關(guān)癌癥的基本科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為能夠有效縮小腫瘤且副作用最小的治療方法。一種可能具有巨大潛力的方法是開發(fā)干擾蛋白質(zhì)相互作用的藥物，蛋白質(zhì)之間的相互作用常常在癌癥的形成和擴(kuò)散過程中受到干擾。然而，事實證明，破譯這些相互作用是困難和耗時的，這使得人們懷疑這種方法作為一種新療法的實用性。

現(xiàn)在，索爾克的科學(xué)家們開發(fā)了一種高度敏感的新方法，使他們能夠檢測在包括癌癥在內(nèi)的許多疾病的發(fā)展過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的短暫的蛋白質(zhì)相互作用。該方法于11月20日發(fā)表在《細(xì)胞報告》(Cell Reports)上，它可以顯著加快許多潛在新藥靶點的識別，并提供一個即時的平臺來篩選急需的新藥候選藥物，這些候選藥物可破壞異常的蛋白質(zhì)相互作用。

索爾克基因表達(dá)實驗室的Geoffrey Wahl教授說:“目前藥物靶向的蛋白質(zhì)功能的數(shù)量與可靶向治療的蛋白質(zhì)相互作用的總數(shù)相比，少得令人難以置信。”“如果我們能夠破解藥物篩選這一難題，阻斷與癌癥相關(guān)的蛋白質(zhì)相互作用，這將是一個巨大的突破，并可能對許多其他領(lǐng)域產(chǎn)生影響。”

Wahl實驗室的研究員李耀成(音譯)是這篇新論文的第一作者，他解釋說，他們的方法側(cè)重于兩種蛋白質(zhì)相互作用中的一種。他說:“一種類型產(chǎn)生非常穩(wěn)定的蛋白質(zhì)復(fù)合物，它們保持在一起。”但是許多其他的蛋白質(zhì)表現(xiàn)出一種隨時可能發(fā)生的相互作用——它們結(jié)合，然后分解。這些后一種相互作用是最難檢測的。

為了幫助觀察這些短暫的、短暫的相互作用，Li和Wahl將目光轉(zhuǎn)向一種叫做熒光素酶的分子，這種酶可以產(chǎn)生生物熒光，螢火蟲就是用這種熒光來發(fā)光的?？茖W(xué)家們采用了一種古老的方法，將熒光素酶一分為二，制成兩個無功能的片段。科學(xué)家們將熒光素酶的每一半附著在兩種感興趣的蛋白質(zhì)上，這樣，如果兩種蛋白質(zhì)在任何一段時間內(nèi)結(jié)合在一起，熒光素酶的兩部分就會結(jié)合在一起發(fā)光。這種新方法的秘密在于Li對該系統(tǒng)進(jìn)行了許多調(diào)整和改進(jìn)，其首字母縮寫he和Wahl用于rebil方法，表示“重組酶增強(qiáng)雙分子熒光素酶互補(bǔ)”。

“它就像一個燈泡和一盞燈，”沃爾說。"沒有一個沒有另一個亮起來。ReBiL方法提供了一種非?？焖俸秃唵蔚姆椒▉砼袛酂襞菔欠襁m合燈座。

為了測試這一方法，Wahl和Li將其應(yīng)用于兩種蛋白質(zhì)Ube2t和FANCL之間的相互作用。眾所周知，這種相互作用很難觀察到，而且從未在活的哺乳動物細(xì)胞中見過。這些蛋白質(zhì)很重要，因為它們參與了細(xì)胞檢測和修復(fù)DNA損傷的能力，而DNA損傷在疾病中經(jīng)常被破壞。例如，F(xiàn)ANCL的突變會導(dǎo)致罕見的血液疾病，并使人易于罹患癌癥。ReBiL揭示FANCL-Ube2t隱形反應(yīng)的能力表明，該方法可能是觀察其他類似具有挑戰(zhàn)性的相互作用的強(qiáng)大技術(shù)。

索爾克的科學(xué)家們隨后利用ReBiL研究了一種有前途的癌癥靶點，即蛋白質(zhì)p53和Mdm2之間的相互作用。p53的功能在幾乎所有的癌癥中都受到影響，在許多癌癥中，過多的Mdm2阻礙了p53的正常功能。因此，癌癥科學(xué)家的主要目標(biāo)一直是開發(fā)藥物，阻止Mdm2與p53結(jié)合，從而激活p53殺死腫瘤細(xì)胞。

Wahl、Li和他們的同事使用ReBiL證實了一些藥物如預(yù)期的那樣可以阻止Mdm2與p53結(jié)合。另一方面，當(dāng)他們將他們的方法應(yīng)用于一類被稱為“釘住肽”的有前途的新藥物時，他們發(fā)現(xiàn)這些藥物很難進(jìn)入細(xì)胞，并且具有通過在細(xì)胞的保護(hù)層(膜)上穿孔殺死細(xì)胞的意想不到和意想不到的能力。盡管花費(fèi)了數(shù)百萬美元來開發(fā)這些藥物，但這種危險的副作用并沒有被觀察到，因為之前的方法并沒有揭示它。ReBiL提供了一種快速和簡單的方法來改進(jìn)釘住肽，使其能夠進(jìn)入細(xì)胞，與目標(biāo)結(jié)合，并通過設(shè)計的特定路徑殺死細(xì)胞。

Wahl說，ReBiL可以用于研究活細(xì)胞(與許多使用從細(xì)胞中分離的蛋白質(zhì)來確定其相互作用的舊方法不同)，這一事實使它成為觀察這些意外副作用并修改藥物以消除這些副作用的理想方法。

沃爾說:“我們認(rèn)為這種方法已經(jīng)非常好，用途非常廣泛，我們已經(jīng)將其應(yīng)用于許多不同的問題。”“它可以應(yīng)用于理解許多生長調(diào)節(jié)途徑和理解關(guān)鍵過程，這些過程將導(dǎo)致識別新療法開發(fā)所需的靶點。”意料之中的是，許多領(lǐng)域的學(xué)者和企業(yè)都已經(jīng)表現(xiàn)出了興趣。

Wahl和Li設(shè)想，ReBiL未來將被用于發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)之間的新相互作用，這些蛋白質(zhì)可能作為抗癌藥物的靶點，同時也將被用于機(jī)器人系統(tǒng)中，以識別破壞蛋白質(zhì)相互作用的藥物。他們還預(yù)測使用該技術(shù)可以幫助避免他們已經(jīng)確定的釘住多肽的非靶向效應(yīng)。