北卡罗来纳大学医学院的科学家们惊奇地发现，在实验室实验中常用来标记 DNA 的一种叫做 EdU 的分子实际上被人体细胞识别为 DNA 损伤，从而引发了一个失控的 DNA 修复过程，最终导致对受影响的细胞（包括癌细胞）致命。

发表在《美国国家科学院院刊》上的这一发现指出了使用 EdU 作为癌症治疗基础的可能性，因为它具有毒性和对快速分裂细胞的选择性。

“EdU 出人意料的特性表明，值得对其潜力进行进一步研究，特别是针对脑癌，”该研究的资深作者，医学博士，医学博士，Sarah Graham Kenan 生物化学和生物物理学教授说。 UNC 医学院和 UNC Lineberger 综合癌症中心成员。“我们要强调的是，这是一项基本但重要的科学发现。科学界还有很多工作要做，以确定 EdU 是否真的可以成为对抗癌症的武器。”

EdU（5-ethynyl-2'-deoxyuridine）本质上是一种流行的科学工具，于 2008 年首次合成，作为 DNA 结构单元胸苷的类似物或化学模拟物——它代表腺嘌呤 DNA 密码中的字母“T”（ A)、胞嘧啶 (C)、鸟嘌呤 (G) 和胸腺嘧啶 (T)。科学家在实验室实验中将 EdU 添加到细胞中，以取代 DNA 中的胸苷。与其他胸苷类似物不同，它有一个方便的化学“手柄”，荧光探针分子可以与它紧密结合。因此，它可以相对容易和有效地用于标记和跟踪 DNA，例如在细胞分裂过程中的 DNA 复制过程研究中。

自 2008 年以来，科学家们以这种方式使用 EdU 作为一种工具，发表在数千项研究中。因在 DNA 修复方面的开创性工作而获得 2015 年诺贝尔化学奖的桑卡尔就是这样的科学家之一。当他的实验室开始使用 EdU 时，他的团队出人意料地观察到，即使没有暴露于紫外线等 DNA 损伤剂，EdU 标记的 DNA 也会触发 DNA 修复反应。

“这真是令人震惊，”桑卡尔说。“所以我们决定进一步探索它。”

根据奇怪的观察结果，研究小组发现 EdU 以一种引发称为核苷酸切除修复的修复反应的方式改变 DNA，原因尚不清楚。这个过程包括去除一小段受损的 DNA 并重新合成一条替代链。这是修复紫外线、香烟烟雾和改变 DNA 的化学药物造成的大部分损伤的机制。研究人员以高分辨率绘制了 EdU 诱导的切除修复图，发现它发生在整个基因组中，并且显然一次又一次地发生，因为每个新的修复链都包含 EdU，从而重新引发修复反应。

众所周知，EdU 对细胞具有中等毒性，但其毒性机制一直是个谜。研究小组的研究结果强烈表明，EdU 通过诱导无效的切除修复失控过程来杀死细胞，最终导致细胞通过称为细胞凋亡的程序性细胞死亡过程终止自身。

Sancar 说，这一发现本身就很有趣，因为它表明使用 EdU 标记 DNA 的研究人员需要考虑到它引发的失控切除修复。

“正如我们所说，成百上千的研究人员使用 EdU 在实验室实验中研究 DNA 复制和细胞增殖，却不知道人类细胞将其检测为 DNA 损伤，”桑卡尔说。

Sancar 及其同事还意识到，EdU 的特性可能使其成为有效脑癌药物的基础，因为 EdU 仅在活跃分裂的细胞中整合到 DNA 中，而在大脑中，大多数健康细胞是不分裂的。因此，原则上，EdU 可以杀死快速分裂的癌细胞，同时保留未分裂的健康脑细胞。

Sancar 和他的团队希望与其他研究人员进行后续合作，以研究 EdU 作为抗癌剂的特性。

“先前的研究已经发现证据表明 EdU 可以杀死癌细胞，包括脑癌细胞，但奇怪的是，没有人跟进这些结果，”桑卡尔说。