腫瘤代謝機制突破性進展研究一覽

腫瘤代謝機制突破性進展研究一覽

2016年09月26日訊 代謝發(fā)生改變是腫瘤細胞的重要特征之一，其與腫瘤的發(fā)生發(fā)展互為因果關系。德國科學家 Warburg 發(fā)現(xiàn)：與正常的細胞相比，腫瘤細胞即使在氧供充足的情況下，也會優(yōu)先進行糖酵解，這就為腫瘤細胞提供了相應的能量，并且也為合成生物大分子提供了所需的前體，這就是著名的瓦博格效應。

發(fā)現(xiàn)新的腫瘤代謝機制

近日，來自美國弗雷德里克國家癌癥研究所的研究人員James M. Phang等人發(fā)現(xiàn)，致癌轉(zhuǎn)錄因子c-MYC能夠改變脯氨酸及谷氨酰胺之間的代謝過程，促進c-MYC所調(diào)節(jié)的細胞增生及代謝反應。相關研究成果于5月21日發(fā)表在美國《國家科學院院刊》（PNAS）上。

研究發(fā)現(xiàn)，除了糖酵解以外，致癌轉(zhuǎn)錄因子c-MYC也能刺激谷氨酰胺的代謝。通過上調(diào)谷氨酰胺酶（GLS），促進能量生成，結果促進了癌細胞的增生。

眾所周知，谷氨酰胺能夠通過GLS轉(zhuǎn)化為谷氨酸，進入三羧酸循環(huán)后成為一種重要的能量來源。但是，很少有人知道，谷氨酸酯能夠通過5-羧酸Δ1-吡咯啉（P5C）轉(zhuǎn)化為脯氨酸。這項研究發(fā)現(xiàn)，一些由MYC誘導的細胞內(nèi)作用正是因為MYC調(diào)節(jié)了脯氨酸的代謝所致。

脯氨酸氧化酶，通常也被稱為脯氨酸脫氫酶（POX/PRODH），是脯氨酸分解代謝途經(jīng)里的第一種酶，同時也是一種線粒體的腫瘤抑制因子，能夠抑制細胞增生，并誘導細胞凋亡。

代謝重編程可使特定癌癥消退

近日，來自美國德克薩斯州MD安德森癌癥研究中心的研究人員發(fā)現(xiàn)，改變腫瘤抑制基因p53的家族成員或可促進p53缺失的腫瘤發(fā)生快速衰退，相關研究刊登于國際著名雜志Nature上。

研究結果顯示，影響相同基因-蛋白通路的糖尿病藥物或許可以有效治療癌癥；研究者Elsa R. Flores表示，體內(nèi)實驗研究表明，p63和p73可以被控制上調(diào)或增加人胰島淀粉樣多肽（IAPP）的水平，Iapp是一種機體代謝葡萄糖的關鍵蛋白，其目前應用于部分治療糖尿病藥物中。

P53在大部分人類癌癥中都會被改變，在小鼠體內(nèi)p53的再度激活會抑制腫瘤的發(fā)展，而利用其實現(xiàn)在治療上卻非常困難，文章中研究人員表示，通過改變p53的家族成員p63和p73或許就可以實現(xiàn)治療癌癥的目的。這項研究中研究人員描述了p63和p73的兩種版本，第一種版本就是反式激活結構域，其在結構和功能上類似于p53，可以有效抑制癌癥；另一種版本是缺失激活區(qū)，從而抑制p53阻斷腫瘤的生長，激活區(qū)是包含特殊蛋白質(zhì)的區(qū)域，比如未來可以下調(diào)細胞效應的轉(zhuǎn)錄因子等。

靶向腫瘤能量代謝治療"任重而道遠"

腫瘤細胞能量代謝發(fā)生改變，相比正常組織細胞的氧化磷酸化（Oxidative Phosphorylation，OXPHOS），癌細胞為了維持生存和滿足生物大分子的的需要，選擇了激活另一種能量代謝方式：有氧糖酵解（Aerobic Glycolysis）。

目前關于腫瘤細胞能量代謝的研究十分火熱，科學人員都寄希望系統(tǒng)地利用其代謝的特點，找到靶向腫瘤能量代謝通路中的潛在藥物作用靶點，從而達到控制癌癥的目的。

但到目前為止，這種策略仍存在很多限制，比如說腫瘤中存在代謝異質(zhì)性，還存在其它代謝補償途徑；這些策略仍存在不可預見的副作用以及對不同情況下的癌癥患者需要嚴格的分類標準等等。

在最近一期的Cell和Cell Metabolism雜志上發(fā)表的兩篇文章中，科研人員提出了在將靶向腫瘤能量代謝運用于臨床治療的路上，仍存在另外兩個巨大的障礙。第一是在腫瘤中存在著癌細胞代謝異質(zhì)性；其二，目前我們對腫瘤代謝的相關研究無法模擬出體內(nèi)腫瘤真實環(huán)境的能量代謝，從而得到的數(shù)據(jù)與真實情況存在差異和不可信。

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