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首医团队在酵母细胞里“种”出抗癌药前体

来源:中国医药信息查询平台

  首都医科大学中医药学院胡雅婷教授团队通过绿色生物制造方式,在酵母细胞里“种”出抗癌药前体依托泊苷和替尼泊苷。相关研究成果已发表在国际顶级学术期刊《科学》(Science)上。这一突破性进展改变了过去长期依赖珍稀濒危植物提取该类抗癌药前体的困境,为抗肿瘤药物关键原料的可持续供给开辟了全新路径。

  依托泊苷和替尼泊苷是临床广泛使用的鬼臼毒素类半合成抗肿瘤药物,在多种恶性肿瘤的治疗中发挥着不可替代的作用。然而,过去几十年来,这两种药物合成所必需的关键前体,一直需要从一种名为桃儿七的珍稀濒危植物中提取。桃儿七对生长环境要求极为苛刻,仅能在特定气候和土壤条件下存活,人工栽培难度极大,导致全球供应链长期处于脆弱状态。如何在完全不依赖野生资源的前提下,实现复杂抗肿瘤药物关键前体的高效、绿色获取,成为摆在科研人员面前的一道亟待破解的难题。

  面对这一挑战,胡雅婷团队将目光投向了合成生物学这一前沿技术领域。研究团队以桃儿七为研究对象,通过系统的基因组挖掘与功能筛选,成功鉴定出糖基化反应中的关键糖基转移酶基因,从而补全了依托泊苷和替尼泊苷直接糖苷前体生物合成路径的“核心拼图”。在此基础上,团队采用合成生物学策略,在单一酵母细胞中完成了超过60次基因编辑,模块化引入了45个异源基因,实现了系列鬼臼毒素类木脂素化合物的异源从头生物合成。

  据团队专家介绍,如果将酵母细胞比作一座“微型工厂”,那么这些高强度的基因编辑和模块化引入,就相当于为这座工厂编写了一套完整的生产程序——从原料投放到中间品加工,再到产品下线,每一个环节都经过重新设计和精细调试。最终,通过一步温和的化学反应,即可将生物合成的糖苷前体高效转化为临床使用的依托泊苷和替尼泊苷。

  这项技术的落地,带来的变革是颠覆性的。传统的植物提取方式从种植到收获,原料获取周期长达数年;而转为实验室发酵生产后,整个制备周期被压缩到仅需3天。这意味着,未来抗癌药关键原料的生产将不再受制于自然生长周期和地理气候条件,有望实现稳定、可控、可持续的工业化供应。

  该研究由首都医科大学中医药学院胡雅婷教授团队联合中国中医科学院道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室黄璐琦院士团队共同完成。这一成果不仅为濒危中药资源的可持续利用提供了切实可行的新路径,也为全球抗癌药物供应链安全贡献了重要的中国方案。

  (资讯来源:《首医团队在酵母细胞里“种”出抗癌药前体》健康报)