2020 年 6 月 19 日，美国马萨诸塞州剑桥市白头研究所（Whitehead Institute）生物学家 Rick Young 和他的研究团队宣布最新研究成果：由于“相分离”（phase separation）现象，抗癌药物会形成液滴聚集在细胞中的特定位置。利用这一现象，可以使某些药物更有效的靶向目标，同时限制引起有害副作用的非预期毒性。这项题为 Partitioning of cancer therapeutics in nuclear condensates 的研究发表在 Science 上。制药行业有一个长期存在的假设：当药物分子进入细胞时，它们会均匀地扩散。但 Young 说：“这与事实相距甚远。”“相分离”现象是指，从单一均匀混合物中产生两个不同的相。例如，油和水可以在重力作用下形成分离的层。细胞中的“相分离” 现象是建立细胞内部秩序的一种方式，蛋白质、RNA 和其他细胞成分可以自我凝聚成一种液体状水滴，就像熔岩灯中的小水滴或在水里摇过的油一样，这有助于细胞内部的分隔。这种效应一般发生在自然分子中，但在最新的研究中发现：合成化合物也可以用类似的方式被选择性地隔离在液滴中。在这项研究中，Young 和他的研究团队跟踪了五种小分子抗癌药物在凝析液、试管实验和培养的人类癌细胞中的动态。首先，他们选择了大多数化疗方案的基础药物——顺铂（cisplatin）进行试验。研究人员发现，通过将顺铂与细胞核中已知的凝聚蛋白混合，顺铂会选择性地聚集在一种名为 MED1（Mediator Complex Subunit 1）的基因激活蛋白形成的液滴中，并且凝聚物内部的药物浓度比外部高出 600 倍。而 MED1 主要作用于促癌基因，所以顺铂最终会用其有毒的铂原子靶向对应的 DNA，也就是说，本质上是攻击癌细胞最关键部位。
图 | 肿瘤药物顺铂的荧光标记分子在细胞内的液滴中聚集（来源: Isaac Klein/Whitehead Institute）
