寻找抗癌药物1

在探索抗癌药物的征途上，人们或许难以想象，那些在我们生活中看似微不足道，甚至腐烂的水果，竟然可能成为关键所在。这一切，都要归功于那些以腐败果实为生的黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）。这些微小的生物，在科学界却有着举足轻重的地位，宛如闪耀的超级巨星。尽管它们的体长仅有短短的三毫米，但令人瞩目的是，果蝇的研究成果已经摘下了多达六座的诺贝尔奖。

果蝇虽小，却拥有与人类相似的基因结构。它们的基因组虽然仅为人类的三十分之一，但两者之间的基因同源度却高达60%。更令人惊奇的是，这些相似的基因中，还包括了那些与疾病，特别是癌症相关的致癌基因和抑癌基因。这一发现，为科学家们提供了一个全新的研究角度。

位于英国伦敦的弗朗西斯·克里克研究院的科学家们，正是基于这种相似性，巧妙地利用果蝇作为模式生物，深入探讨细胞的运作机制以及癌变情况下的变化。为了支持这一专业领域的研究，研究院特别设立了果蝇培育部，并聘请了专业的技术人员来承担这一重要任务。他们的职责是精心照料多达150万只的果蝇，这些果蝇涵盖了多达8000种的遗传品系。

果蝇的繁殖速度极快，每代仅需十天便可繁衍完毕，而且它们的基因编辑速度也非常迅速。正是这种快速的基因突变，成为肿瘤细胞生长的关键所在。因此，果蝇成为科学家们进行癌症研究的得力助手，为迅速推进研究提供了可能。

在克里克研究院，技术人员不仅负责培育果蝇，更能根据需要定向培育具有特定基因变异的果蝇。为了实现这一目标，他们首先让不同遗传背景的果蝇进行杂交，然后利用极细的显微注射针将外源基因注射到果蝇胚胎内。这一过程需要极高的精确度，技术人员必须在显微镜下，借助显微操作仪进行精细的操作。他们会从各个角度仔细观察果蝇在表型上的细微差别，以此来辨识和挑选出符合研究需求的果蝇。

为了更进一步方便辨识，技术人员还会在变异基因上添加荧光蛋白标记。这种标记会使得果蝇的身体在特定波长光下发出荧光，从而大大提高了辨识的准确性。通过这种方式，技术人员能够更加精确地构建研究所需的转基因果蝇品系，为科学家们提供有力的研究工具，以寻找抗癌的解药。

在显微镜下，那些添加了荧光标记的转基因果蝇显得格外醒目。它们的身体在荧光显微镜下发出幽幽的光芒，仿佛在诉说着生命的奥秘。这些果蝇不仅成为科学家们探索癌症治疗新途径的重要线索，更是人类战胜病魔的希望所在。

转基因果蝇体内添加荧光标记后，在显微镜底下更显眼

与此同时，在克里克研究院的另一角落，科学家保罗·贝兹正带领团队致力于寻找抑制癌症转移的解决方案。他们深知，癌细胞转移是恶性肿瘤最为致命的一环，若能在此环节取得突破，便有望为癌症治疗带来革命性的进展。为了加快研究步伐，贝兹决定引入数字化技术，为传统的生物学研究注入新的活力。

贝兹的团队利用先进的计算机模拟技术培养出了虚拟肿瘤，并对这些肿瘤施加了数百种计算机模拟药物。通过结合计算机模拟、机器学习和人工智能等尖端技术，他们测试新疗法的速度远远超过了传统的生物学方法。然而，他们也清楚地认识到，现实中的肿瘤远比虚拟世界中的模型要复杂得多。因此，无论虚拟试验的结果如何，都需要在体外细胞实验和动物模型中进行进一步的验证。

每当团队发现某种计算机筛选药物在虚拟试验中显现出潜在的疗效时，他们便会立即将这些数据传送到克里克研究院的生物学实验室。在那里，生物学家们将接过接力棒，继续在细胞培养和动物实验中对这些药物进行深入的测试和验证。这种跨学科的合作模式不仅加快了研究进程，更为抗癌药物的研发带来了新的希望。

克里克研究院的细胞培养室负责培养癌细胞，以检测虚拟演算的结果。

在克里克研究院的细胞培养室里，科学家们正忙碌着培养各种癌细胞株。这些细胞株将被用来检测虚拟演算的结果，验证那些计算机预测药物在实际环境中的疗效。每一个小小的进展，都可能成为人类抗癌战争中的关键一步。在这里，希望与挑战并存，科学与病魔正展开着一场激烈的较量。

下一篇，我们将继续了解这些抗癌药物的研发过程。

文中图片均来源于《How it works》杂志

作者：《how it works》科普团队

审核：孙轶飞 河北医科大学医学教育史研究室主任 中华医学会医史分会委员