砷元素或可治療癌癥并構成生命

　　砷，這個詞語留給我們的印象就是“有毒”，但是近期的兩項研究分別證明了這一元素的兩個新作用：治療癌癥，以及作為生命結構的新成分。

　　來自NASA天體生物學研究所，亞利桑那州大學等處研究人員在加利福尼亞的一座鹽湖中發現了一種依靠砷生存的單胞體細菌：GFAJ-1，這是首次發現構成生命的基本元素可以由其他元素取代。如果得到進一步確認，生物學界必須重新審視地球上的生命體系，教科書都將重新修改。這一研究成果公布在Science雜志上。

　　砷對活體生物通常具有高度的毒性，因為它會破壞生物的代謝通路，但在化學上，其與磷酸鹽類似。此前我們對組成生命物質的基本元素的認識都是碳C、氫H、氧O、氮N、硫S、磷P。磷元素在細胞中起著極為重要的作用，包括維持遺傳物質DNA和RNA的骨架、參與形成細胞膜、以三磷酸腺苷ATP分子的形式輸送能量等。而這一發現說明，磷可以被同族元素砷取代。

　　這種稱為GFAJ-1的單胞體細菌能夠利用對大多數生物有毒的砷，作為磷的替代物成為細胞的基本元素。遺傳物質DNA中的磷元素被砷取代，這意味著它有了完全不一樣的生命基礎，從而與別的生命區別開來。

　　研究人員最開始是從富含砷的莫諾湖中采集淤泥，用高砷低磷的人工鹽進行培養，然后進行一系列稀釋過程，盡量去除溶液中剩下的磷，用砷取代。結果發現，有一種微生物的長勢明顯比其他細菌要好。分離培養證實，這種細菌在砷溶液里的生長速度，能夠達到在磷溶液中生長速度的60%。如果環境中既沒有磷也沒有砷，它就完全無法生長。

　　不過科學家們對于這一研究發現持不同的態度，有人認為目前并沒有足夠的數據來支持這種論斷，需要更進一步的研究支撐。

　　另外一項有關砷的新發現就是三氧化二砷在白血病治療中的重要作用，白血病俗稱血癌，是一種造血系統惡性腫瘤。慢性骨髓性白血病患者體內生成癌細胞的干細胞通常處于潛伏期，幾乎不發生增殖，因此藥物很難對其奏效。

　　研究人員發現三氧化二砷在慢性粒細胞白血病CML的治療上，是直接作用于CBL基因。這就意味著，三氧化二砷同樣也可以應用到與CBL相關的腸癌等多種腫瘤。

　　三氧化二砷是傳統中藥砒霜中的主要成分。上世紀70年代，哈醫大一院中醫科和血液科的醫生創造性地將三氧化二砷應用于急性早幼粒細胞白血病M3型的患者，之后又拓展到經維甲酸治療復發的M3型病例上，其完全緩解率突破90%以上。在此臨床報告的基礎上，上海陳竺、王振義等學者首次從分子生物學及基因水平揭示了三氧化二砷誘導早幼粒白血病細胞凋亡的機理。此后，全世界的學者開始將三氧化二砷引入肝癌、淋巴瘤等多種腫瘤的研究領域，取得了一項又一項科學成果。

　　近年來我國研究人員解析了三氧化二砷治療急性早幼粒細胞性白血病APL分子機制，揭示了癌蛋白PML-RAR是砷劑治療APL的直接藥物靶點。他們發現三氧化二砷直接與癌蛋白PML端的“鋅指”結構中的半胱氨酸結合，誘導蛋白質發生構象變化和多聚化，繼而發生SUMO化、泛素化修飾而被蛋白酶體降解。癌蛋白的降解最終導致白血病細胞走向分化和凋亡。使APL成為人類急性白血病分子靶向治療取得臨床治愈的成功范例。這一成果豐富了APL靶向治療的理論，對于推動其它類型白血病和實體瘤的分子靶向治療研究也具有十分重要的指導意義。

　　這些有趣的研究發現拓展了我們對于有毒物質的更深層次認識，也為探索更多的生命特征提供了新的思路。

來源：藥品資訊網信息中心

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