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1305章 新的发现


三人关闭设备,离开实验室,走廊里寂静无声。

    走到楼梯口时,格里芬忽然停住脚步:“张医生,谢谢你。”

    “谢我什么?”

    “你提醒了我们,研究结构不能只看形状,还要思考它如何工作,那个电荷分布的观察,可能会节省我们几周时间。”

    张林有些不好意思:“我也是瞎猜的……不过教授常说,科研既需要严谨的数据,也需要大胆的想象力,两者缺一不可,我也只有一点不靠谱的想像。”

    “杨教授说得对。”格里芬认真点头。

    三人走向值班室,实验室有很多值班室供大家中午午睡和晚上临时过夜。

    第二天的上午,杨平正在办公室审阅陆小路提交的初步结构分析报告,格里芬敲门进来。

    “杨教授,我的同事凯瑟琳·米勒渴望来中国拜访您,她对K疗法非常有兴趣,希望可以在北美推广K疗法,恳请能够见她一面。”格里芬请求,这位女教授是安德森癌症中心的顶尖肿瘤专家。

    杨平略微沉吟:“让她来吧。”

    几天之后,杨平在会议室见到了凯瑟琳·米勒,她四十岁左右,金发扎成利落的马尾,穿着简单的衬衫和西裤,但眼神锐利,透着资深科研人员特有的气质。

    “米勒博士,欢迎。”杨平与她握手,“我是杨平。”

    “杨教授,抱歉,耽误您宝贵的时间。”凯瑟琳的中文相当流利,“我读到了你们团队关于K因子作用机制的论文,很受启发,这次特意想当面请教一些问题。”

    “请坐。”杨平示意她坐下,“是关于K疗法的应用?”

    “不止。”凯瑟琳从公文包里取出一个平板电脑,打开一份文件,“我们在安德森癌症中心收治了一组特殊的胰腺癌患者,共七例,都是年轻女性,无家族史,无典型风险因素,但肿瘤进展极快,对现有所有疗法都耐药。”

    她滑动屏幕,展示出病理图像和基因组数据:“我们做了全外显子测序、转录组、蛋白质组,甚至单细胞测序,发现这些肿瘤有一个共同特征,它们高表达一种罕见的融合蛋白,我们命名为PAC-FUS1。”

    杨平仔细查看数据,PAC-FUS1是由两个原本不相关的基因异常融合产生的,一个编码细胞粘附分子,另一个编码表观遗传修饰酶。这种融合导致了一种兼具粘附和染色质重塑功能的异常蛋白。

    “有趣的是,”凯瑟琳继续,“我们在体外实验中发现,PAC-FUS1能够直接结合并激活多种生长因子受体,包括EGFR、c-MET,形成自分泌促生长循环,这解释了为什么这些肿瘤进展如此迅速。”

    “但你们遇到了什么问题?”杨平问。

    凯瑟琳说,“我们尝试用针对这些受体的抑制剂,但效果很短暂,肿瘤很快产生旁路激活。更奇怪的是我们尝试用你们发表的K因子来处理这些患者的肿瘤,发现K因子竟然对这些肿瘤完全无效。”

    杨平眉头一皱:“完全无效?你确定实验条件正确?”

    “重复了三次,严格对照。”凯瑟琳肯定地说,“其他胰腺癌对K因子有预期反应,但这七例样本毫无变化。就好像它们的癌细胞没有那个K因子能识别的靶点。”

    这句话如一道闪电划过杨平的脑海。

    如果PAC-FUS1融合蛋白改变了癌细胞的身份识别机制,让它们隐藏或改变了那个共性靶点,那么这些肿瘤就会对K疗法天然耐药。

    但同时,这也意味着PAC-FUS1本身可能成为一个新的、更特异的靶点。

    “你们试过针对这个融合蛋白本身吗?”杨平问。

    “试过RNA干扰和小分子抑制剂,但效果有限。”凯瑟琳说,“融合蛋白定位在细胞核和细胞膜之间,很难靶向,而且它在细胞内可能有多重功能,简单抑制会引发复杂的代偿反应。”

    会议室陷入短暂的沉默。

    “米勒博士,你今天来得正好。”杨平站起身,“我们团队目前正在研究胰腺癌的一个共性靶点,可能就是你观察到的、这些融合蛋白肿瘤所缺失的那个,你可以参观一下我们的实验。”

    凯瑟琳眼睛一亮:“这正是我此行的目的。”

    实验室里,杨平向凯瑟琳介绍了团队目前的工作进展。当看到陆小路构建的PANC-ID1复合物三维模型时,凯瑟琳的表情从好奇变为震惊。

    “你们已经做到这一步了?”她难以置信,“我们花了两年才纯化出足够的PAC-FUS1做初步晶体学,分辨率才3.8埃,你们用冷冻电镜断层扫描就能在原位看到结构动态?”

    “这是陆小路博士的专长,格里芬医生给出了好的建议。”杨平介绍道。

    陆小路向凯瑟琳简要解释了技术细节,凯瑟琳边听边记录,不时提出专业问题。

    “我有一个想法。”听完介绍后,凯瑟琳说,“如果PAC-FUS1肿瘤缺乏正常的PANC-ID1复合物,或者这个复合物被融合蛋白修饰而功能改变,那么针对正常复合物的K因子自然无效。但反过来,PAC-FUS1本身可能呈现出一种新的身份特征,如果我们能设计出识别这种特征的K因子,就能特异性靶向这类高度恶性的肿瘤。”

    “理论可行,但需要知道PAC-FUS1在细胞表面的暴露表位。”宋子墨说,“融合蛋白通常会有新的抗原表位产生,这些可能是理想的靶点。”

    “我们有初步的质谱数据。”凯瑟琳调出另一份文件,“PAC-FUS1的胞外部分主要来自原来的粘附分子,但融合点附近产生了一段新的短肽序列,大约15个氨基酸,在正常人体组织中从未表达过,这应该是肿瘤特异性的新抗原。”

    杨平仔细查看那段序列:“如果这段序列确实暴露在细胞表面,并且构象稳定,那确实是绝佳的靶点,但需要验证它的可及性,而且我认为它可能成为我们的补充,研究它们的区别,我可以找到更多的秘密。”

    “我们可以合作验证。”凯瑟琳提议,“我提供PAC-FUS1肿瘤的类器官和细胞系,你们用你们的平台研究其表面抗原谱。当然,对于K疗法我们尚不具备研究能力,但是可以辅助你们,为你们提供特殊的肿瘤细胞样本。”

    “谢谢!”杨平对合作持开放的态度,前提是独立自主并且掌握核心技术。

    凯瑟琳对实验室的各个项目都表现出浓厚兴趣,尤其是在听到格里芬介绍张林的手势-呼吸研究数据时。

    “这让我想起我们在姑息治疗中的一些观察。”凯瑟琳说,“晚期癌症患者常有焦虑和呼吸困难,我们教他们一些简单的呼吸技巧,有时会配合手部动作。虽然没有系统研究,但临床医生普遍感觉有帮助。”

    张林在旁边如遇知音:“您觉得这可能是什么机制?”

    “除了你们已经发现的注意力调节和神经反射,也许还有社会心理学因素。”凯瑟琳分析,“当一个人感到无助时,给他一个具体的、可控制的身体动作,这种控制感本身就能减轻焦虑,从而间接改善生理状态,这在癌症患者中尤其明显。”

    杨平点头:“所以张林的研究可能有价值,揭示潜在的生理调节机制,为症状管理提供简单易行的干预手段,后者可能对资源有限的医疗环境特别有意义。”

    张林受到鼓舞,又详细介绍了他计划中的下一步实验。

    几天之后,安德森癌症中心将肿瘤细胞样本空运过来,陆小路和格里芬通过优化样本制备和图像处理算法,将PANC-ID1复合物的原位结构分辨率提升到了8.5埃。在这个分辨率下,已经能清晰看到各个亚基的相对位置和大致形状,以及那个摆动附属蛋白上的电荷分布模式。

    与此同时,凯瑟琳提供的PAC-FUS1肿瘤细胞系也到了。团队用表面蛋白质组学技术分析发现,那个融合特异性的短肽序列确实暴露在细胞表面,而且相对稳定。

    “两个靶点一定存在某种联系。”在项目进展会上,杨平总结,“PAC-FUS1只是PANC-ID1吗,某种特殊情况下的表达。”

    “它们结构差异太大,虽然有些相同部分。”凯瑟琳说,她从未这样想过。

    杨平思考片刻:“我们可以全面展开两种复核的研究,从结构功能等等,这样才有可能找出它们的内在联系,在没有找出它们的关联前,我们可以分开以它们为靶点设计K因子。”

    设计K因子的第一步是确定结合模式。宋子墨和凯瑟琳采用计算机模拟的方法,预测了PAC-FUS1新抗原表位最可能的构象,然后设计了数百个候选结合分子,不是传统的抗体,而是基于纳米抗体和合成肽的杂交结构,更小、更稳定、更容易生产。

    候选分子经过初筛,选出二十个亲和力预测最高的,进行基因合成和原核表达。

    就在这个关键阶段,一个意外发现改变了所有人的计划。

    一天深夜,陆小路在分析一批新的冷冻电镜数据时,发现了一个之前忽略的现象:在PAC-FUS1肿瘤细胞的膜上,不仅缺乏正常的PANC-ID1复合物,还存在一种异常的多蛋白聚集结构。

    他放大图像,仔细分析,这些聚集结构由PAC-FUS1融合蛋白作为核心,周围聚集了多种膜受体和信号转导蛋白,形成一个“信号枢纽”。

    “看这里。”第二天一早,陆小路把发现展示给团队,“PAC-FUS1不只是改变细胞身份,它还在膜上组建了一个异常的指挥中心。EGFR、c-MET、整合素……这些受体被物理性地拉拢在一起,形成超级复合物,导致下游信号通路持续、强力激活。”

    凯瑟琳倒吸一口凉气:“这就解释了为什么单靶点抑制剂无效,抑制一个受体,其他受体可以立即补偿。它们被物理性地捆绑在一起,像一个多头的怪兽。”

    “但这也给了我们新的机会。”杨平盯着屏幕,“如果这个超级复合物本身是一个更显著的靶标呢?靶向单个受体可能脱靶,但靶向这种肿瘤特异的复合物结构,特异性会高得多。”

    “而且,”陆小路补充,“从结构上看,PAC-FUS1在这个复合物中处于核心位置,多个受体围绕它排列。如果我们的K因子能识别PAC-FUS1的新抗原表位,同时带有某种交联功能,也许能破坏整个复合物的稳定性,一举切断多条信号通路。”

    这个想法让所有人兴奋起来,不是简单地标记癌细胞让免疫系统清除,而是直接破坏癌细胞的生存依赖信号枢纽,这是一种更主动的攻击策略。

    “设计这样的K因子难度更大。”宋子墨冷静分析,“它需要同时具备高亲和力识别和诱导蛋白解聚的功能,可能需要引入新的功能域。”

    “自然界有这样的先例吗?”唐顺问。

    “有。”凯瑟琳突然想起什么,“某些细菌毒素和病毒蛋白能够破坏宿主细胞的多蛋白复合物,比如白喉毒素的某个结构域可以诱导蛋白聚集体的解离。也许我们可以借鉴这些天然设计。”

    有了新的细胞样本,思路打开,各种可能性涌现出来,团队决定调整方向:不再设计简单的标记型K因子,而是设计具备破坏功能的治疗型K因子。

    这无疑是一个更大胆、风险更高的目标,但如果成功,效果也会更显著。

    就在团队全力以赴投入新方向时,张林那边又传来了消息。

    “教授,您得来看看这个。”张林在电话里声音有些颤抖,不知是兴奋还是紧张。

    杨平以为张林有什么重大发现,赶到张林的实验室,看到他正对着电脑屏幕发呆。

    “怎么了?”

    张林指着屏幕上复杂的数据图:“我扩大了样本量,发现手势对肌肉的控制呈现同一规律,拇指从食指到小指,参与呼吸的肌肉有规律的下移,也就是手势可以控制神经通路,我敢确定,气功有一定的科学基础,只是它被玄化和夸大了,它很可能是一种用身体动作、意念来调节神经和体液系统的方式,教授……”

    PS:祝大家元旦快乐!谢谢大家的支持!


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