首医团队在酵母细胞里“种”出抗癌药前体

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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，改变了过去从珍稀濒危药材中提取此类抗癌药前体的困境。相关论文近日发表于国际期刊《科学》。
据介绍，依托泊苷和替尼泊苷是临床重要的鬼臼毒素类半合成抗肿瘤药物。过去几十年，它们的关键前体都需要从一种叫桃儿七的珍稀濒危植物中提取，桃儿七的人工栽培受严苛的气候和土壤条件限制，全球供应链极为脆弱。
如何在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？胡雅婷团队以桃儿七为研究对象，通过基因组挖掘与功能筛选，成功鉴定出糖基化反应的关键糖基转移酶基因，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，该研究团队采用合成生物学的方式，在单一酵母细胞中完成了超过60次基因编辑，模块化引入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。该团队专家介绍，如果把酵母细胞比作一座“微型工厂”，这些基因编辑和模块引入，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，每一个环节都被重新设计和调试。最终，通过一步温和的化学反应将生物合成的糖苷前体高效转化为临床药物依托泊苷和替尼泊苷。
据悉，传统的植物提取方式原料获取周期长达数年，而变为实验室发酵生产后，制备周期被压缩到3天。（健康报记者崔芳 通讯员李晓曦）