你知道吗?在你我身体住着一群群我们肉眼看不到的微生物,而它们不单单只是寄住,它们也为我们的身体健康贡献良多。
目前许多研究显示,这些居住在人体的共生微生物群对于健康的重要性,特别是提供协助宿主免疫防御系统,进行免疫调节。这些正常菌群不但不会对人体造成伤害,往往还与人体存在互惠关系。例如,肠道中的共生菌不但可以帮助消化、代谢药物,甚至合成维生素。
已经有愈来愈多的团队投入共生微生物群的研究,试图了解微生物之间,或是宿主与微生物之间的相互关系,以厘清共生微生物在人体生物学中所扮演的角色。
最近,科学家们又发现了微生物的一个新功能:抑制肿瘤生长。
加州大学圣迭戈分校(UniversityofCalifornia,SanDiego)的RichardL.Gallo研究团队发表在ScienceAdvances期刊的文章中表示,由人体皮肤上常见的表皮葡萄球菌分泌的一种物质,能够有效抑制肿瘤生长,有望成为预防皮肤癌的特效药。
这种物质名为“6-N-hydroxyaminopurine”(6-HAP),是一种类似抗生素、可以抑制微生物生长的抗菌分子。
其实,不光光是肠道,我们的皮肤上也共生了各式各样的微生物菌种。例如主要的表皮葡萄球菌和人葡萄球菌,以及出现在生病皮肤上的金黄色葡萄球菌等等。
我们的皮肤也和这些微生物群有着许多交互作用,皮肤表面的湿度、温度、酸硷值,以及人体自己制造的抗菌分子等等环境因子,都会影响这些微生物的生长,而这些微生物同时也分泌不同的化学物质,以维持或是破坏皮肤的平衡。
尽管微生物与宿主皮肤功能的交互机制尚未完全被了解,但是在这次的成果中,科学家们仍然收获了意想不到的发现。
意外的发现
Gallo团队一直以来都在研究这群在人体皮肤上共生的葡萄球菌们,试图理解它们的共生型态,分析它们如何影响皮肤健康。
在一次实验中,他们从健康人体皮肤分离出不同的葡萄菌菌种,并针对这些菌种的抗菌活性进行了检验。然后,团队惊喜地发现,独特的表皮葡萄球菌菌株居然能够分泌出抗菌物质6-HAP。更重要的是,这种抗菌物质竟然能够对抗导致咽喉炎及猩红热的A型链球菌,抑制A型链球菌的生长,且剂量愈多,抑制效果愈好。
6-HAP这个新发现,充分体现了微生物对维护人体健康的重要性。
具体而言,6-HAP的抗菌机制类似于抗生素,而抗生素杀菌的机制可大致分为四种,包括抑制或调控参与细菌细胞壁的生成、DNA代谢与修补、蛋白质合成的酵素活性,以及直接破坏细菌的细胞壁。
图丨6-HAP(上)与腺嘌呤(下)
当研究人员检验6-HAP的抗菌机制时,他们发现,6-HAP的分子型态与DNA的重要成分之一——腺嘌呤——的结构类似。也正是由于形态类似,6-HAP容易被细胞误认为自己的DNA来使用,这就导致了细胞最终无法形成正确的DNA结构。而当DNA无法被复制时,细胞便无法继续生长及增生。
就像当你想买高筋面粉,但误认标签而买到低筋面粉,最后连馒头也做不出来了。
实验数据也证明,6-HAP确实能够抑制DNA的复制。这项结果无疑提供了另一种阻止癌细胞生长复制的途径。
癌细胞与正常细胞不同,其控制细胞分裂的机制失常,造成癌细胞无限生长,侵犯周遭正常组织,甚至透过血液或淋巴循环系统,转移到身体其他部位。癌症的药物治疗方法,不外乎是通过干扰细胞生长周期,设法让癌细胞停止复制分裂,阻挡癌细胞继续蔓延扩张。6-HAP具有阻碍DNA复制的潜能,恰巧符合癌症药物原则。
图丨表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)
令人兴奋的是,当研究人员分析不同肿瘤细胞株,包括黑色素瘤与淋巴瘤等癌细胞的DNA合成速率时,发现6-HAP也能阻碍这些肿瘤细胞的DNA合成,抑制肿瘤细胞继续复制增生。
6-HAP就像其他用以治疗血液恶性疾病及实体肿瘤的药物一样,通过干扰细胞生长复制过程,遏止细胞生长,进而阻挡不同种类癌症细胞的增殖。
但6-HAP的好处还不仅限于上述情况。
这名“猛将”只杀癌细胞!
理论上,6-HAP会对所有细胞作用,无论是癌细胞或正常细胞,都会被杀死。
然而,实验证明,6-HAP并不会抑制健康皮肤细胞的生长,也就是说健康细胞能够存活下来,只有癌细胞会被杀死。
这其实也是很合理的结果,因为分泌6-HAP的表皮葡萄球菌,或是与表皮葡萄球菌和平共生的健康人体,必须具有对6-HAP的抵抗力,否则6-HAP就像是双面刃一样,伤了敌人也伤了自己。
研究人员推测,正常细胞可以代谢掉6-HAP,所以6-HAP对正常细胞没有作用,而癌细胞缺乏代谢6-HAP的机制,使6-HAP只能对癌细胞造成毒性。
为了更进一步了解,研究人员发现,正常的皮肤细胞拥有比较多一种叫做mARC(mitochondrialamidoximereducing