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Professor Paul Zimba

致命的藻类能否杀死癌细胞?

在 40 多年的职业生涯中,Paul Zimba 成为了一位“文艺复兴”式的研究人员,他发展了自己在生物分类学、生理学和分析化学等多个领域的专业技能,一切旨在保护水质并改善海水和淡水生态系统的健康状况。

一路走来,他利用安捷伦仪器得出的最激动人心的发现是一种神秘的鱼类藻毒素在杀灭癌细胞方面具有奇效。

这种藻类名为血红裸藻,人们对它并不陌生,而这种毒素却鲜为人知。

当时就职于密西西比州美国农业部的 Zimba 说道:“我们收到北卡州一家农场的报告,那里的鱼群濒临绝迹。我看了他们递交的样品,心想‘这不应该是一种裸藻。众所周知,裸藻并没有威胁性。’而我们将它培养之后,十分肯定它的确具有杀伤性。”

Zimba 与他的团队采用安捷伦单四极杆与三重四极杆 LC/MS 系统从这些单藻培养物种分离毒素,以此证明了科学界新型毒素的存在。

他们按照标准实践方案将这种化合物按一定剂量加入组织培养物中,并观察其生物活性。

Zimba 解释道:“组织培养物中通常含有癌细胞,多来自人或大鼠,因为癌细胞易于生长。原则上它们会一直不停生长。这些细胞不会出现正常细胞可能会发生的一些问题,例如衰老或无法在某种培养基中生长。”

Zimba 的观察结果让他自己大为吃惊。

他说:“我们关注的重点只是生物活性,在这个过程中我们突然发现,毒素对癌细胞的攻击性呈现出梯度变化。因此我们进行了 LD50 检测,并看到细胞培养物对毒素呈现出剂量依赖型响应。”

Zimba 和他的同事将这种毒素描述为火蚁毒液的生物碱结构类似物。他们注意到,这种化合物在低 ppm 和 ppb 级剂量下即具有抗癌活性。

“Work we are continuing to do involves animal testing, and those results are looking very promising in terms of this compound having some great anticancer properties,” Zimba says. “It’s neat when you find a problem and are able to work all the way through it, and that’s what I hope we will end up with. It would be nice to find a great use for a harmful algae.”

Zimba is now a professor of life sciences at Texas A&M University, Corpus Christi, where he also directs the Center for Coastal Studies. His home turf naturally includes Corpus Christi Bay on the Gulf of Mexico, but also the Nueces River that feeds into it.

他的重点研究领域包括有害藻类、藻毒素、水生生态系统、湿地、水产养殖、微藻生物分类学和生理学、遥感、固碳作用评估、水生生态系统应激源以及蓝藻细菌。

他认为:“你的各种不同项目都取得不同进展的时候,你会体会到很大的乐趣,这会调动你的积极性。在多数情况下,我已经找到了发现问题并得到解决方案的正确方向,即使我还不清楚具体该怎么做,但我已经逐渐掌握了有关领域的专业技能。”

他的实验室中采用了一系列安捷伦仪器,其中包括气相色谱与液相色谱、飞行时间与三重四极杆质谱仪,以及质量分级分析仪。

Zimba 认为获得重现的结果对所有研究领域都非常重要,而他通过采用高效液相色谱分离化合物并采用质谱确认结果实现了这一目标。分级分离系统对他的帮助同样不可小觑。

Zimba 谈道:“安捷伦仪器的便捷功能在于,你可以在分析级别上对化合物进行优化,然后只需更换色谱柱即可。当你对系统发出扩大规模的指令后,系统做出的一系列改动可以让你在更大的规模下实现分离。放大因子是一个关键因素。过去的方法中,你需要计算试管等其他元素的尺寸,并希望自己不会出错。而现在,你再也不用收到这类问题的困扰。重现性也随之大大提高。”

Zimba 的多项技能和多个研究领域让他体会到了多次成功,包括建立避免钠加合物形成的方法(钠加合物会使某些化合物难以定量),以及发现一个新属种的产毒素藻类。

“我以前从未描述过一个属或一个种,因此为了能在当前分类系统下进行所有遗传学、生物化学和形态学研究,我学习了大量知识。为对这一新属种进行最全面的描述,我进行了大量表征工作,包括对叶绿素和类胡萝卜素中脂类和脂肪酸的分析,以及识别已知的 48 类蓝藻毒素中哪些由培养物产生。项目中包括 SEM 和 TEM 显微镜检,之后将检测出的结果与其他所有已知种类进行基因对比。”Zimba 说道。

“这是一项有趣的工作。我的研究生涯以显微镜为起点,40 后的今天我仍然在使用当时所学的技能,现在有了安捷伦产品提供的分析方法作为补充,我们能够得到比几年前更为深入的研究结果。”

Paul Zimba, PhD
Paul Zimba, PhD

Professor of Life Sciences and Director of the Center for Coastal Studies
Texas A&M University Corpus Christi
Corpus Christi, Texas

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仅限研究使用。不可用于诊断目的。

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