本周Kat Arney在利物浦国家癌症研究所的会议现场加入我们。我们发现细胞信号传导中的错误是如何导致癌症的，以及为什么DNA修复途径提供了治疗肿瘤的目标。此外，我们探索癌症成像的最新发展，包括新技术，使我们能够跟踪体内发生的化学反应。在新闻中，为什么你需要去除基因来修复神经，以及如何清除旧细胞可以预防老年疾病!
在这一集里
国家癌症研究所的癌症会议
Kat Arney提供了最新消息的综述，以及今年在利物浦举行的国家癌症研究所年度癌症会议的预期……
Kat -这是英国国家癌症会议，所以它真的很大，有很多东西。那里有很多医生，护士，科学家，癌症患者。所有与癌症研究有关的人今天都来到这里，在接下来的几天里，讨论最新的发展，了解正在发生的事情并建立合作。今年是NCRI(国家癌症研究所)成立十周年，NCRI是英国所有癌症资助者的伞状组织。因此，这将是一场真正令人印象深刻的大型会议。
我们已经从会议中听到了一些故事。有消息称，20多岁的年轻女性患宫颈癌的几率在上升。现在我们有一个非常好的宫颈癌筛查项目，它通过在癌细胞真正癌变之前检测出危险细胞来防止许多人死亡。最初，这个筛查项目确实降低了年轻女性的癌症发病率，但发病率又开始上升。大多数宫颈癌病例是由人乳头瘤病毒(HPV)引起的，这通常是一种性传播感染。因此，科学家们可能认为年轻女性缺乏安全性行为可能是原因。注意安全，女士们，帮助降低你患癌症的风险!
此外，在这次会议上，个性化医疗也受到了强烈关注，我们将在稍后的节目中对此进行更多讨论。这是关于检测肿瘤中特定的缺陷基因或分子，并找出哪种药物最有可能有效。这真的是将癌症作为一种分子疾病来治疗，而不是一刀切。所以不要说，“嗯，你得了肠癌或乳腺癌……”在检查某人的肿瘤时说:“啊!你有这个，这个和这个缺陷基因，所以你需要这个，这个和这个药物。”
稍后我们将与克里斯·马歇尔教授进行对话，他在过去的30年里对细胞信号传导进行了大量研究，并试图了解这些信号是如何出错的，以及我们如何针对它们来治疗癌症。他今天下午就这个问题做了一个精彩的演讲。
我们还听取了John Potter(美国西雅图华盛顿大学和新西兰惠灵顿梅西大学John D. Potter教授)关于化学预防的有趣演讲。这就是用药物预防癌症的想法。我们在使用他汀类药物预防心脏病等疾病方面非常成功，但在癌症方面就不那么成功了。有证据表明，一种叫做他莫昔芬的乳腺癌药物，以及一种叫做芳香酶抑制剂的新药可能有助于预防高危女性患乳腺癌。但像这样的成功案例并不多见。所以他问:“为什么我们没有成功，我们是否需要彻底重新思考我们关于如何预防癌症的想法?”
因此，看起来这一周将充满了演讲、海报、网络活动，甚至还有艺术展览，探讨有关癌症的问题以及它如何影响人们。这将是美妙的几天，我和我的英国癌症研究团队将在我们的博客上报道所有的头条新闻，所以
点击这里获取所有突发新闻。
本:在某些方面，由于个性化医疗和基因疗法的出现，我们对癌症的态度似乎正在发生巨大变化。看起来我们真的处在一个非常激动人心的时刻。
凯特-这是一个非常非常激动人心的时刻。如果你看看人类基因组测序的时候，就在十年前，它花费了很多钱——几十万英镑——而且花了很长时间。现在我们可以在一周内对三个癌症基因组进行测序，花费大约1000美元。因此，我们实际上可以开始分析人们的肿瘤，找出哪里出了问题，并找出正确的药物来治疗它们。所以现在癌症研究人员和癌症医生对这个领域非常乐观。
去除基因修复神经
两个调控基因的缺失使受损的神经元以一种持续的方式重新生长。这可能为促进神经再生的新药物靶点指明道路。
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| 这张幻灯片是来自多个部分的合成图像涵盖了正常和受伤的眼睛，视神经和交叉。与对照组相比，没有再生轴突通过左侧病变部位，PTEN/SOCS3双缺失允许大量视神经再生，许多轴突到达交叉。来源:孙芳 |
修复或再生来自中枢神经系统(CNS)的受损细胞的主要问题之一是细胞需要延伸相对较大的距离才能达到目标。神经元的生长发育分为两个阶段:新创发育中的胚胎的生长和连接，随后是长时间的“网络化生长”，轴突——将电信号从一个神经元传递到下一个神经元的细长突起——延伸，保持它们两端的连接。随着动物的生长，这第二阶段产生的轴突比胚胎中新生长产生的任何东西都要长得多。
然而，如果成年中枢神经系统神经元受损，则采用新生方法尝试修复。然而，这可能是缓慢和不可靠的，并不能真正提供持续的修复和再生，以恢复损伤前的性能。
写在自然来自波士顿儿童医院的贺志刚和他的同事报告说，删除或抑制两个调节基因——PTEN和SOCS3——可以使来自小鼠视神经的成年视网膜神经节细胞持续地再生受损的轴突。
PTEN、磷酸酶和紧张素同源物，作为肿瘤抑制因子，调节细胞生长和复制，而SOCS3，细胞因子信号传导抑制因子调节细胞信号。如果你单独去除其中一个基因，你会看到神经元再生的一点点改善，但是同时去除两个基因会产生显著的效果，再生细胞的数量会增加十倍以上。
研究人员随后观察了这些基因的下游通路，并确定了一些只有在这两个基因被删除时才会在受损神经中激活的因素。这表明PTEN和SOCS3抑制了促进轴突生长的生长因子和通路，虽然每个基因作用于不同的通路，但它们之间存在一定的协同作用。
了解这些因素可以为治疗提供目标，从而促进受损神经的快速健康再生并实现功能恢复。
清除老细胞可预防老年疾病
梅奥诊所的Jan van Deursen医生
我们体内的大多数细胞都在不断地补充，但我们仍然会变老。据说有一小部分细胞正在经历衰老——化学控制开始起作用，阻止它们分裂产生新细胞。当我们年轻的时候，这些会被免疫系统清除，但随着年龄的增长，它们开始在我们的组织中积累。
现在，罗切斯特市梅奥诊所的研究人员认为，这些细胞可能在老年疾病中发挥重要作用，正如Meera Senthilingam在与Jan van Deursen交谈时发现的那样……
简:所以我们基本上是开始测试衰老细胞，也就是在哺乳动物体内积累的细胞是否会导致与年龄有关的疾病。所以我们想测试一下这是不是真的。我们所做的就是设计一个动物模型，在这个模型中我们可以清除这些所谓的衰老细胞。我们有两种方法，一种方法是终生进行，从很小的时候开始，并在动物的余生中继续进行，另一种方法是先测定动物的年龄，这样与年龄相关的残疾和疾病就会出现，然后清除细胞，看看它们的清除是否会有任何有益的效果。
米拉-这些细胞到底是在哪里发现的?它们遍布全身吗?
是的，它们存在于大多数组织和器官中。它们实际上被认为是抗癌防御机制导致的细胞积累。因此，如果一个细胞受损到很可能发展成肿瘤细胞的程度，这个细胞衰老的过程就会被激活。基本上，它是什么，它使这些细胞停止增殖作为防止肿瘤形成的一种方式。副作用是你开始在组织和器官中积累这些细胞，那时它们就不仅仅是无辜的旁观者了。衰老的过程确实改变了这些细胞产生的蛋白质的结构。它们开始产生和分泌炎症细胞因子、生长因子、蛋白酶，这些酶会吞噬周围的部分细胞。所以基本上，衰老细胞的分泌成分使邻近细胞的生活更加困难。因此，尽管衰老细胞的数量相对较少，可能只占组织或器官中细胞总数的几个百分比，但它们的负面影响却相当广泛。
米拉-那你是怎么开始移除这些细胞的?
Jan -我们利用了肿瘤抑制基因p16在大多数衰老细胞中表达的知识。实际上，它被认为在正常细胞向衰老细胞的转化中起着重要作用。所以我们用它来制造一个人工基因，一种由相同的p16启动子驱动的自杀基因。所以每当p16被表达时，我们也会表达这个自杀基因。但自杀基因是存在的，但它仍然需要药物来激活。因此，表达这种自杀基因的衰老细胞仍然不会死亡，直到我们将细胞暴露在合成药物中。
米拉:关于这些细胞的存在以及它们对特定年龄相关疾病的影响，你的主要发现是什么?你看到了哪些疾病的影响?
简:我们需要测试这个实验系统，我们在一个所谓的类早衰小鼠模型上进行了测试。这基本上是含有少量BubR1蛋白的老鼠它们的衰老速度比正常老鼠快五倍。所以现在这只加速衰老的老鼠的表型显示出与衰老相关的疾病是肌肉减少症，基本上是肌肉萎缩，还有脂肪的损失，体内脂肪和皮下脂肪的沉积，皮下脂肪的损失通常会给我们带来皱纹的皮肤。衰老的第三个标志是白内障的形成，大约25%的65岁以上的人会患白内障。所以我们研究了这三个方面，因为我们知道在这些衰老过程中p16基因是表达的，这表明在这些与年龄相关的过程中，p16阳性衰老细胞可能会发挥作用。我们看到终身清除确实可以预防或延缓那些与年龄有关的残疾。但当我们在晚年治疗时，当这些疾病已经出现时。从那一刻起，我们就可以拖住他们，或者拖慢他们。
米拉:那么，这有什么希望的应用呢?
还有很多工作要做，但是这个老鼠模型可以用来找出去除这些细胞的最佳策略。它是连续的还是每隔一段时间才出现一次?在晚年做这件事会有好处吗?我们同意终身治疗并不可取，但也可以想象这更像是你每隔一段时间就会做的春季大扫除。
吸毒成瘾，污染的旋风和咆哮的狮子
与哥伦比亚大学阿米尔·莱文合作;阿马托·埃文斯，弗吉尼亚大学;布朗大学的埃琳娜·奥安西亚;Sarah Klemuk，犹他大学
尼古丁是可卡因成瘾的途径
吸烟可能会增加你对烟草上瘾的几率
可卡因。
研究实验动物和人类实验对象的数据哥伦比亚大学的科学家阿米尔·莱文和他的同事发现，尼古丁改变了一种叫做FosB的基因的活性，这种基因以前被认为与成瘾有关。这些变化增加了随后产生可卡因依赖的可能性。
阿米尔:我们发现与成瘾有关的不同行为模式有所增加。最后，我们研究了一种叫做FosB基因的基因，它被证明对成瘾非常重要，我们发现，当我们先给尼古丁，然后给可卡因时，FosB基因的表达会增强。最后一步是我们发现尼古丁基本上打开了染色质，这就是它如何使大脑对可卡因的影响做好准备。
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污染增加了气旋风险
高水平的污染
增加了亚洲上空的气旋强度。
自20世纪30年代以来，阿拉伯海上的富含碳的棕色云已经增长了6倍，它们正在冷却水面，导致大气上层和下层之间的垂直风切变(风速和风向的差异)下降。这增加了风暴系统形成的效率，使得风速超过每小时185公里的超级气旋更有可能形成。弗吉尼亚大学的阿马托·埃文领导了本周发表在《自然》杂志上的这项研究。
阿马托:我们真正展示的是，人类活动实际上可以改变这种巨大的大气现象，但它也说明了，因为这些气溶胶存在于大气的低层，如果排放停止，这种影响将在几个月的时间尺度内基本上逆转。这些发现的相关性在于，尽管我们以这种方式改变了气候，从而产生了非常强大的风暴，但这并不是不可逆转的。
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看见光明
皮肤可以“看见光”，保护我们免受紫外线辐射。来自布朗大学的埃琳娜·奥安西亚和她的同事们发现了一种光
通常在视网膜中发现的一种叫做视紫红质的敏感化学物质也存在于黑色素细胞中，黑色素细胞是产生晒黑色素的皮肤细胞。这些细胞利用视紫红质检测紫外线，然后在一小时内启动黑色素的产生。以前，黑色素的产生被认为是在受到较短波长的UVB辐射几天后才会发生，这种辐射会损害DNA。
埃琳娜-所以，如果最初少量的UVA暴露会增加皮肤对UVB的防御，那么重要的是不要只使用UVB防晒霜。另一件事是，如果这是一种保护性反应，我们已经确定了介导这种反应的分子，导致黑色素的产生，那么我们可以人工激活这一途径，增加皮肤的保护。
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新化学元素
国际纯粹与应用物理联合会(IUPAP)大会正式命名了三种新的化学元素。元素周期表中的110号、111号和112号元素分别被命名为darmstatdium、renentgenium和coopernecium。它们由世界各地的物理学家命名，现在正式成为元素周期表的一部分。
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成功的关键
巨大的成功
狮子吼叫的秘密在于
它声带的形状一项新的研究表明。狮子可以发出高达114分贝的声音，相当于喷气发动机起飞的声音。科学家们认为，这种低沉的吼声是由动物声带的重量和脂肪造成的。但是现在，通过分析狮子和老虎的声带组织样本，犹他大学的Sarak Klemuk团队确定了关键特征是声带本身的弹性、柔韧性和方形。
Sarak -很小的肺压力确实需要使声带振动。黑豹的声带是一个非常方形的形状。这种机械特性，加上方形的外形，使得狮子可以用很低的音调发出很响的吼声。研究人员将这种声音等同于婴儿的哭声。这两种声音都需要注意;但狮子用它作为一种恐吓策略来赶走入侵者，而不是呼救……
[18:56] Ras, Raf, Mek, Erk:细胞信号传导与癌症治疗的未来?
Ras, Raf, Mek, Erk:细胞信号传导和癌症治疗的未来?
与来自伦敦癌症研究所的克里斯·马歇尔教授合作
Chris:我们现在对癌症的理解已经到了这样一个阶段，我们不会仅仅因为是肠癌就去治疗特定的癌症，比如肠癌。但是肠癌与特定的基因变化有关一个人的肠癌的基因变化可能与另一个人的不同。经过30多年的研究，我们现在知道，许多基因变化会影响我们所说的细胞信号。因此，信号控制着细胞何时生长、繁殖，是死亡还是存活，还是移动，这就是癌细胞出错的三个原则——在不该生长的地方生长，不该繁殖的时候繁殖，该死亡的时候存活。
Kat:那么，细胞里到底发生了什么信号呢?我们考虑信号，可能像信号量或莫尔斯电码或现在的移动电话信号。细胞是如何发出信号的?
Chris -当然，是分子在传递信号实际上，细胞会像我们一样向我们发出信号，让我们为细胞的增殖和繁殖做些什么这是一个生长因子信号，它会驱使细胞分裂。但是这个信号要作用于细胞，它必须被传递到细胞核中，这是通过一种分子传递来实现的，就像接力赛一样，一个分子将一条信息传递给另一个分子，最终，信息到达细胞核。
Kat -这些分子传递信息。你可以很容易地看到这在癌症中是如何出错的。什么样的信号会出错?
Chris -嗯，经常发生的情况是你在一些继电器组件中得到突变，这些突变一直使它们打开。他们无法被关闭。
凯特-所以你一直在做这件事，“继续，继续，让我们继续分开。”
克里斯:你只有油门，没有刹车。其他类型的基因变化，你只需要去掉刹车。这就像一辆停在山上的车，没有刹车，所以它会掉到山脚下。
Kat:另外，您在今天的演讲中也介绍了一些关于细胞运动的非常好的数据以及有缺陷的细胞信号如何使细胞开始运动这在癌症扩散时显然非常重要?
是的，这是癌症中最难理解的事情之一。是什么机制使细胞从身体的正常位置移动到其他地方?就是这个过程，转移，这实际上是癌症的主要临床问题。现在，通过分子解剖肿瘤细胞运动的方法，我们开始确定潜在药物治疗的目标，以阻止肿瘤细胞运动。
Kat -现在推测，这种使细胞生长，使细胞移动，使细胞死亡的信号过程通常是正常健康所需要的，当我们需要在我们的细胞受损时产生新的细胞。那么，当我们真正需要制造新细胞时，我们如何才能针对癌症中有缺陷的过程而不关闭我们需要的信号呢?
Chris -这是一个非常有趣的问题事实证明许多在癌症中被改变的基因，它们的主要作用实际上是在胚胎发育中。所以我们不太依赖这些基因和它们在成年后为信号编码的蛋白质。
凯特-所以这是当你在子宫里作为一个婴儿发育时，当你成年时，它们就被关闭了，你不需要它们了。
克里斯-是的。
那么，当它们在癌症中重新被激活时，你应该能够开发出针对它们的药物。
克里斯:没错，另一件事是有些蛋白质，因为基因突变使它们如此活跃，你就有了一个门槛，一个机会之窗
你可以抑制癌症的形式，但你不能抑制那么多的正常形式。
Kat:所以当与癌症有关的基因特别奇怪或者形状不同之类的时候。
克里斯-特别是，如果它变异了。如果它特别活跃。
凯特:那么，我们在开发和测试这类药物方面取得了什么进展?这些东西现在已经在诊所里可用了吗?还是正在准备中?
克里斯-两者都有。我花了大部分时间研究的途径是我们所说的Ras Raf Mek Erk途径。
凯特-再说一遍?
Chris - Ras Raf Mek Erk。
Kat - Ras Raf Mek Erk。还有很多缩写。
Chris -药物治疗的两个最佳目标是Raf和Mek，目前有超过20种药物处于早期临床试验阶段，针对Raf和Mek，其中一种是针对BRaf蛋白的药物在大约一半的黑色素瘤中发生了改变。这种药物现在被批准用于治疗癌症患者。
这是vemurafenib吗?
这是vemurafenib。
Kat -几乎和Ras Raf Mek Erk一样难说。所以我们开始看到这些药物通过试验并进入临床。因为它们只对特定比例的癌症患者有效，我们怎么知道它们对谁有效呢?
克里斯:我们必须在治疗病人之前确定他们的肿瘤中有什么样的基因突变，现在这将是一项相当简单的技术。做这件事一点也不难。
凯特:你可以想象这样一种情况，你从病人的肿瘤中提取样本，你可能会对它进行测试，看看哪里出了问题，然后给他们一种药物或几种药物的组合。这就是它可能的工作方式吗?
克里斯-确实是这样。这就是我们所说的个性化或分层医学。你得到的药物取决于你在肿瘤中的突变。我认为这些基于这类想法的治疗方法将在未来5到10年内迅速投入使用。
凯特-这是一个令人兴奋的未来。这是伦敦癌症研究所的克里斯·马歇尔教授说的。
南极西部冰盖的稳定性-行星地球在线
与埃克塞特大学的克里斯·福格韦尔合作
南极西部冰原有多稳定?这是气候科学中最大的问题之一。毕竟，如果冰本身融化，那么全球海平面将上升3到5米，这将是一场灾难。为了弄清楚过去冰盖的稳定性，埃克塞特大学的科学家们一直在使用一种被称为宇宙成因同位素定年法的方法。这项技术包括研究同位素，这些同位素是同一元素的不同形式，理查德·霍林厄姆会见了冰川地质学家克里斯·福格威尔，看看他发现了什么。
Chris F -这是一个宇宙形成同位素提取实验室这是英国第一个。它基本上是一个洁净的空气实验室，所以无尘条件;我们使用这个气闸或前厅。
理查德:那我们从推拉门进去吧，你有一块黏糊糊的门垫。这是用来吸鞋上的灰尘的。
克里斯·F -是的，基本上灰尘是我们在这些地方最大的敌人，因为它绝对含有铍，这是我们试图测量的同位素之一，所以我们尽量避免让灰尘和灰尘进入这里。
正如你所预料的那样，实验室本身很稀疏，白色的表面，通风柜和从我们上面的通风口吹来的一缕空气，旨在使房间免受污染。在这里，克里斯的团队正在研究在冰盖上或附近发现的岩石样本。
Chris F:你可以把南极西部冰原想象成一个巨大的冰川。这是一个冰盖，所以它淹没了地形但它仍然从冰盖底部开采岩石并在某些地方将它们带到表面。现在，我们可以把这些岩石从山坡上捡起来，在以前的冰盖上，当它更大的时候，在现代的冰盖上，也可以从冰中捡起来。现在，我们可以对这些进行测试，看看冰盖表面的长期结构以及它是如何变化的。
理查德:那我们能看看这些石头吗?那么，让我们漫步到这里的长凳上。这个很漂亮。某种花岗岩，是吗?
它基本上充满了石英和不同的长石矿物。我们主要对石英感兴趣，因为它包含了我们在这里分析的同位素，即铍-10和铝-26，它们是在石英的后一种结构中产生的。所以，本质上，我们从山脉中不同的重要地貌位置收集这些岩石，并从中提取石英。现在，一旦我们得到了石英，我们清洗了石英，我们就可以从石英中提取微量的同位素。
理查德-这个同位素是什么，这个铍同位素?
是的，我们有铍-10和铝-26。这些同位素只能通过与穿过大气层的宇宙射线的相互作用产生。现在它们年复一年地以一个相当众所周知的速率产生同位素，这使得我们基本上可以把它当作一个时钟，把它的积累当作一个暴露时钟，因为冰盖改变了它的形状或结构。
理查德-所以当它们暴露在外时，它们会吸收宇宙射线，当它们被冰埋起来时，就不会了。
克里斯·F -是的，这是我们这项技术的理论基础。现在它让我们很好地了解了冰盖上表面的位置和时间，所以它可以让我们重建冰盖的三维形状。
理查德-你有一块石头，它和一块砖差不多大。那块石头能告诉你什么?
Chris F -它可以告诉我们一些事情。基本上，我们可以知道冰的流动方向因为我们知道岩石从哪里露出来，所以我们知道岩石是从哪里运来的这是一个非常有用的东西。它可以让我们了解冰原的结构，但更重要的是，通过分析宇宙成因同位素的浓度，它可以让我们知道冰原暴露的时间。
理查德-你有什么发现?
克里斯·F:我们发现了一个有趣的模式，它表明南极西部冰盖的当前结构在南极洲的这一地区几十万年来一直保持不变。现在，这一证据是基于在山脉两侧存在的被称为冰碛的特征。在这些冰碛之上有很长的暴露时间，很长的宇宙形成的暴露时间，这表明在很长一段时间里，山脉的上部没有真正的冰川作用。现在，如果南极西部的冰盖融化了那么很可能，你会看到小的高山冰川随着冰盖在其底部重新生长。我们没有看到任何证据，我们用这个和这些山坡上的冰碛的长期保存作为这个区域南极西部冰盖稳定性的证据。
埃克塞特大学的本-克里斯·福格韦尔说。他在接受《地球脉动》播客主持人理查德·霍林厄姆的采访时表示，我们应该说，克里斯的工作并不能明确证明南极西部冰盖的稳定性。就这一点而言，尚无定论。
成像癌症
与英国癌症研究中心和EPSRC癌症影像中心联合主任Martin Leach教授合作
关于癌症的科学研究是多方面的。它涉及临床医生、化学家、遗传学家，甚至物理学家。发展新的治疗方法和临床方法的基本工作得到了成像技术发展的支持，使我们能够以越来越高的保真度检测和观察肿瘤。Martin Leach教授是英国癌症研究所和EPSRC癌症成像中心的联合主任，他现在加入我们。马丁，非常感谢你参加我们的节目。首先，我想知道，成像在癌症中扮演什么样的角色你实际上在做什么样的成像?
马丁:嗯，成像涵盖了整个癌症通路。一个非常重要的方面是我们是否能及早发现疾病，因为我们越早发现它，我们就能越好地治疗它。然后我们必须了解疾病的状况，它的范围有多广，以及它是否在全身扩散，因为这决定了不同的治疗方式。然后我们需要用成像来指导新的治疗方法，成像在一系列的指导方法中是非常重要的。我们做了很多磁共振成像(MRI)，这是过去20年左右出现的重要技术之一，但我们也做CT和x射线成像，以及同位素成像。所有这些都有不同的作用，在理解疾病及其行为方面往往是互补的。
Ben:那么你目前在成像方面面临的挑战是什么?你真正想达到的目标是什么?
马丁:嗯，我们真的希望现在能够，不仅仅是看到疾病在哪里，这是历史的观点。如果你看x光片，你会看到屏幕上的这些斑点，或者骨折，你可以看到问题在哪里，但你对它不太了解。我们真正想知道的是组织是如何运作的，如果我们对它进行治疗，这种治疗是否起到了应有的作用。这些都是新的挑战。
Ben:这有点像把大脑的核磁共振成像和功能磁共振成像进行比较。功能磁共振成像告诉你活动的位置。核磁共振成像只是告诉你它的形状，然后你就可以在癌症中采取这些步骤了。
马丁-没错，是的。
你怎么能这么做?
Martin:我们最近研究的一项技术可以让我们观察到水分子在组织中的扩散，这是一项非常巧妙的技术，尤其是从物理学的角度来看，但通过核磁共振成像，我们可以测量水分子在组织中移动或扩散的距离。所以如果你有一个快速生长的肿瘤，所有的细胞都紧密地聚集在一起，它们有效地把所有的水挤出来。如果你成功地杀死了很多这样的细胞，那么细胞之间就有了空间和更多的水，因此，水分子可以移动得更远。我们现在可以测量它，这给了我们一种找到肿瘤的方法，检测它们，同时，它也帮助我们看到它们在体内扩散了多远。因此，我们现在正在尝试开发计算机方法来测量体内有多少疾病，然后当我们有新的治疗方法希望逆转疾病的传播时，我们应该能够检测出它是否有效。
Ben:所以你基本上是给病人一个基线，然后你就知道水是如何流动的。要么，我猜你可以比较健康的组织和不健康的组织，或者你只知道它是如何开始的，然后几个月后，你可以看到它是如何反应的。
马丁-没错，是的。通常，我们先做基线扫描，然后做后续扫描，这样我们就能观察到同一个肿瘤。
Ben:你提到了非常有趣的物理现象，但很明显，计算机科学家在我们如何理解和解释这些信息方面也扮演着非常重要的角色。
马丁-是的。我们工作的很大一部分是开发分析方法，以简单的方式分析和呈现数据。这给了我们新的工具。事实上，观察肿瘤的一些异质性这就是事实，一些肿瘤细胞是由一种途径驱动的，然后也许一些细胞已经适应了由另一种途径驱动，我们可以开始尝试用一系列成像技术来找出这些差异。
本:所以这实际上是在研究化学，不仅仅是研究结构，而是在研究发生了什么化学反应。我想这也会帮助你指导和建议临床医生选择合适的治疗方法。
马丁:这就是我们的目标。在我们之前讨论过的个体化医疗的今年，我们希望能够监控个人治疗，确定什么可能是最合适的治疗方法，特别是确定这种治疗方法是否不再有效，我们需要改变。这是一个重要的领域，而化学技术是其中的核心。我们使用正电子发射断层扫描已经有很长时间了，它允许我们探测细胞中的一些重要途径，但问题是，我们无法分辨我们正在观察的分子是如何变化的，它是一个探测分子。细胞当然都是与分子相互作用，让它们做不同的事情。所以我们现在正在研究一种叫做动态核极化(DNP)的新技术，这基本上会使核磁共振成像更加敏感，让我们能够看到非常小的分子水平。所以，用核磁共振成像，我们通常观察水，每100万个分子中只能看到7个分子。所以如果你考虑到英国有6000万人口，我们会看到大约400人。有了DNP，我们可以把这个数字提高到大约1000万人。所以，这让我们有可能研究那些只存在于相对少量的分子我们正在研究的分子之一就是丙酮酸。 That's a very important intermediate in the energy supply to the cell, and is very much influenced by cancer. So we're already finding, looking at some of the new treatments that have been developed at the Institute of Cancer Research that we can see changes in that metabolism at a very early stage in the application of the new treatment. And we hope that is then going to inform how we can look at those patients in early stage trials to test whether these new treatments are really working.
Ben:你是如何从我们拥有的令人难以置信的物理学中获得一个想法，然后-你在ICR，确保这些东西有效，并且我们知道我们可以看到它-然后如何将其用于医学?当然，所有的放射科医生或医院里的任何角色都需要了解新技术，以便解释它们。
马丁:是的，在我们尝试将这些技术应用于临床之前，我们首先要进行一系列的测试，然后我们要做的是将它们应用到早期研究中，或者应用到病人的常规研究中我们可以把这些技术添加进去。这取决于我们所做的测量的类型，但我们已经成功地将一些方法引入到新疗法的早期试验中。这给了我们反馈，关于它们是否真的是有用的成像技术，如果是，我们就试着把它们推广到其他中心，这有助于更多的临床医生了解它们有多有用，并给我们更多的证据。因此，我们会进行一系列的试验，然后临床医生会从会议和发表的论文中了解它们。
本:嗯，非常感谢。这是CRUK和EPSRC癌症成像中心的Martin Leach教授。
抗癌药物的新靶点
Madhusudan Srinivasan，诺丁汉大学
Kat -和我一起的是Madhusudan Srinivasan。他是诺丁汉大学医学肿瘤学的临床副教授，他将在本周的NCRI会议上发表一篇关于癌症药物的新目标的论文，那就是阻断DNA修复机制。晚上好。谢谢你来参加节目。
Madhusudan -谢谢，Kat。
让我们从最基本的开始，为什么细胞需要修复DNA的损伤?它们是如何受损的，为什么会修复?
Madhusudan:这是个很重要的问题，Kat。如果你看a
我们都知道DNA是构成生命的基石。对DNA进行排序就产生了基因。基因制造蛋白质，但问题是，在正常细胞中，细胞不断产生有害物质。这些被称为氧自由基。这些自由基实际上可以破坏DNA。如果它们破坏了DNA，基因就会被破坏，从而产生异常的蛋白质。为了避免这种情况，正常细胞所做的就是不断扫描DNA。我们称之为扫描基因组来维持DNA的稳定性DNA修复途径对于维持这种基因组稳定性至关重要。
Kat:所以细胞中发生的过程会对DNA造成损害，但也可能是其他东西造成的，比如香烟的烟雾或太阳的紫外线，我们知道这些东西会损害DNA并导致癌症。
Madhusudan -没错。我刚才讲的是内源性DNA损伤因子我们有外源性DNA损伤因子，最重要的是环境因素，吸烟是罪魁祸首。有环境毒素，比如铅，工业毒素。我们所说的这些碳氢化合物实际上可以直接破坏DNA。当DNA受到损伤时，碱基就会被破坏这就导致了所谓的突变正是这些突变导致了癌变的表型。
所以我们的DNA正在进行修复，当我们受到损伤时，我们就会得癌症。但是，癌细胞中的DNA修复出了什么问题?因为DNA修复在某些类型的癌症中也有点混乱，不是吗?
Madhusudan -没错。事实上，DNA修复和癌症之间的关系是相当复杂的。一方面，不理想的DNA修复实际上会增加患癌症的风险。它会导致癌变的表型。另一方面，某些肿瘤实际上会上调DNA修复当它们上调DNA修复时，它们所做的是给它们一个选择性的生存优势也使它们对我们在临床中使用的某些治疗有抵抗力。
所以像放疗这样的东西会破坏DNA和癌细胞并使它们死亡，它们会对这种治疗产生抗药性?
Madhusudan -没错。它是放射疗法，还有一些我们在临床中使用的化疗药物。
凯特:所以，你用来治疗它们的一些药物，实际上它们变得耐药了，因为它们正在修复那些旨在杀死它们的损伤。
Madhusudan -没错。是的。
凯特:那么，谈谈你的研究。所以你是在研究癌细胞和健康细胞的特殊修复途径。跟我说说这方面的情况吧。
Madhusudan:好的，哺乳动物细胞也就是人类癌细胞有几种DNA修复途径。我们知道人类至少有6种不同的DNA修复途径。其中一种DNA修复叫做碱基切除修复这种特殊的途径对于维持DNA中正确的碱基是绝对必要的。
凯特-所以字母。指示的具体字母。
Madhusudan -当然。所以他们对保持书信，保持剧本的发展是绝对必要的。好了，这就是基底切除修复。这种碱基切除修复是在20到30年前被发现的在过去的十年里，我们对碱基切除修复有了很多了解包括哪些蛋白质参与了碱基切除修复，这个过程是如何协调的。我的实验室一直关注的一种蛋白质是一种叫做人类AP内切酶的蛋白质。它也叫APE1。这种特殊的蛋白质对碱基切除修复是非常重要的，我们实验室的工作，已经进行了5到6年，试图了解这种蛋白质在正常细胞中的作用，这种蛋白质在癌细胞中的作用，以及我们如何利用它们来治疗癌症。
Kat:在这次会议上，你展示了一些非常令人兴奋的数据你一直在试图阻断这种参与DNA修复的特殊蛋白质当你阻断它时，你看到了什么?
Madhusudan:我们在实验室里要做的是首先了解肿瘤中这种特殊蛋白质发生了什么，我们看到的是APE1在肿瘤中经常过度表达。
凯特-所以它工作得太辛苦了。
Madhusudan -而且，肿瘤细胞过度表达它，这样它们就可以尝试绕过其他损害，继续生存，并导致对治疗的抵抗。这是我们从人类肿瘤研究中了解到的一点。我们接下来要做的是，既然我们知道这种蛋白质对癌细胞非常重要，我们实际上已经建立了一个药物发现项目，试图阻止这种特殊的蛋白质。所以我们分离出了APE1的小分子抑制剂。
凯特-这些是微小的药物。
Madhusudan -微小的药物，确切地说，是阻断APE1功能的化合物。我们研究的下一个阶段是尝试和开发新的治疗策略，试图确定哪一组患者真正受益于APE1抑制剂。这就是我们明天要讲的内容我对此感到非常兴奋因为癌症的这个新领域叫做分层医学和个性化癌症医学，在那里我们可以观察肿瘤生物学然后在诊所告诉我们的病人这就是你将要接受的治疗。
凯特，我在诊所遇到的一个问题是，当我看到一个病人，在我开始治疗之前，我无法知道化疗是否有效或者放疗是否有效。在过去的三年里，我们第一次有了工具，我们可以预测哪些人可能对治疗有反应，哪些人可能对治疗没有反应。这还处于非常早期的阶段，在接下来的5到10年里，我们将看到这种个性化癌症治疗的爆炸式增长。我们明天要展示的研究就是个体化的癌症治疗方法通过观察肿瘤生物学，我们可以针对我们的APE1抑制剂进行治疗。
Kat:那么这些药物可能适用于哪些特定类型的患者或癌症呢?
Madhusudan:所以当你研究个体化癌症治疗时，我们相信APE1抑制剂对乳腺癌、卵巢癌和胰腺癌尤其有益。这些肿瘤的一部分，高达10%到20%，缺乏一种叫做BRCA基因的特殊基因。我们所知道的是，如果我们能够识别这些肿瘤，我们实验室的研究表明，APE1抑制剂可能对这些肿瘤特别敏感。
所以你可以为患有这种癌症的人做一个测试，然后说，“好吧，你的BRCA基因有缺陷，然后你可能会从这种治疗中受益。”我们离在临床试验中测试这些药物还有多远?
Madhusudan:这是一个非常非常重要的问题，正如你所知，药物发现是一个漫长而昂贵的过程，我们目前所处的阶段是所谓的“从成功到先导转化”。
凯特-现在还很早呢。
Madhusudan——现在还很早，但可能非常令人兴奋。因此，我认为我们的中长期战略通常是找到一个制药合作伙伴，并努力推动这个研究项目，以造福患者。
所以现在这个还在实验室里。你试图找到最好的东西来开发成药物。
Madhusudan:我们正在微调化合物的结构，这样我们就可以决定采用哪一种，所以你说得很对。
如何进入癌症研究领域?
马丁:我认为你应该从你的兴趣开始。当然，由于癌症的基础，从生物学到癌症还有一条很长的路要走，但还有许多其他领域涉及到开发治疗癌症的新方法，无论是物理学、化学——我们正在开发新药，还是在设备方面的工程和许多计算机科学家。当然，癌症中有很多流行病学。所以，有很多途径可以选择，但通常情况下，你需要接受某种程度的大学培训，然后有很多不同的途径可以选择。
本-凯特，戴着你的CRUK帽子，你必须和很多来自不同背景的人打交道。
凯特-当然，是的。英国癌症研究中心资助统计学家和流行病学家，这些人进行大量的人口研究，以找出导致癌症的原因。我们有参与设计临床试验的人。我们有化学家在设计有潜力的新药。各种各样的人，物理学家，做奇怪计算的人，各种各样的人都在努力战胜癌症，做不同类型的癌症研究。这不仅仅是生物学家或医生的问题。有很多人，还有护士。研究护士在帮助进行临床试验方面非常重要。所以有一条途径是通过护理和医学专业。
癌症有哪些不同的阶段?
有很多很多不同类型的癌症。人们说“癌症”这个词，但实际上它是许多不同类型的疾病，正如我们今天所听到的，它们都非常不同。
这取决于他们的哪些基因出了问题，取决于他们开始的身体组织类型，医生倾向于根据癌症扩散的程度来分期。
正常情况下，当细胞开始繁殖失控时，癌症就开始了。我们认为癌症不仅仅是一小团出错的细胞，而是一个流氓器官——它开始生长血液供应，它开始涉及免疫细胞和周围组织的细胞——这是一种非常早期的癌症。如果你在那个阶段得了癌症，很容易通过手术切除，病人就会再次好转。这就是为什么早期发现癌症是如此重要，如果有什么问题，如果感觉不舒服，就去看医生，因为在很多情况下，早期癌症可以通过手术成功治愈。然后你开始观察晚期，当它开始扩散时。它通过体内的淋巴结扩散或者开始通过血液扩散。所以，这真的很难治疗。
我们应该戴太阳镜吗?
我们向布拉德福德大学临床视觉科学高级讲师迈克·考克斯博士提出了这个问题……迈克-我们需要考虑到达视网膜的光线。要到达那里，它必须穿过太阳镜镜片和你的瞳孔。对于一个20岁的人来说，在晴朗的日子里，瞳孔直径约为3毫米。戴上深色太阳镜后，瞳孔的直径会扩大到4.5毫米左右。这意味着，大约有2.5倍的光线通过瞳孔到达视网膜。但别忘了，由于太阳镜镜片的原因，只有十分之一的光线能够到达你的眼睛外部，并首先通过瞳孔。到达视网膜的光线总量减少了大约4倍。所以太阳镜确实有用，即使你戴上它会放大你的瞳孔。戴太阳镜时考虑到眼睛的安全，太多看不见的紫外线会伤害你眼睛里的视网膜。 If a sunglass lens doesn't absorb ultraviolet light, but those absorb visible light then with the sunglasses on, the pupil dilates and the ultraviolet light can still travel through the lens, reach the outside of your eye, and head through the pupil. As the pupil is bigger, more of this ultraviolet light reaches the retina inside your eye and then over a long time, this could harm your eye. Fortunately, if you buy sunglasses in Europe, they should have the letters C and E marked on them. If you see the CE mark then the sunglasses will give you the proper protection against ultraviolet light. If you don't see the CE mark, don't buy or use the sunglasses.
戴安娜:所以瞳孔会扩大，让更多的光线进入，但不足以抵消太阳镜的影响。此外，一副质量好的太阳镜会过滤掉紫外线，这是一种非常有害的东西。给论坛上的Geeza和Diver John打最高分，他们说了很多。
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