深度解读科学家们如何寻找癌症代谢的新关联！

2020年6月28日 讯 /生物谷BIOON/ --试想一下现在有一排多米诺骨牌，当一根被轻敲倒下后，其余的都会一起滚落，癌症的情况也是如此，当一个细胞开始发生癌变时，重要的细胞通路就会被改变，这就好比连锁反应一样，当通路中的一个点发生突变时，下游就会受到影响，这就好像多米诺骨牌一样。癌症中被破坏的一些通路能够调节细胞获取或加工能量的方式，即细胞的代谢。

虽然研究人员对破坏癌症中代谢通路的错误了解了很多，但将这些突变与细胞行为的机制联系起来的研究却并不多；研究者George Poulogiannis博士就主要负责研究细胞代谢、癌症和饮食之间的关联，他表示，通过寻找癌症代谢中的新关联或能帮助研究人员更好地理解癌症的发病机制并开发更有针对性的新型疗法。而要解决如此复杂的谜题，研究人员就需要一个相当独特的工具。

图片来源：Jeroen Claus (Phospho Biomedical Animation)

为了评估癌细胞中所发生的代谢改变，研究人员开发了一种称之为智能刀（iKnife）的工具，这种电动外科设备能在手术期间嗅出癌症，目前其已经在乳腺癌和卵巢癌中进行了相关测试，研究者Poulogiannis解释道，几年前，研究人员引入了一种基于非常简单思路的技术，其能将电子手术设备与质谱仪连接并测定正在产生的烟雾的电离特性。

利用这种技术，iKnife就能够精准实时区分癌症和非癌症组织，这就意味着外科医生在第一次切割后仅几秒钟就能知道他们是否切割了健康组织还是癌症，研究者想深入研究来证明这项技术是否能够收集到癌症生物学和疾病关键驱动因素更为详细的信息；

寻找线索

研究者Poulogiannis表示目前他们准备在这一领域深入研究，研究人员开始寻找能够解释代谢与癌症线索的一些模式，同时他们筛选了一些乳腺癌细胞系、肿瘤样本和小鼠模型；研究结果显示，根据iKnife工具所嗅探出的特定脂肪的存在，乳腺癌样本就能被分为两个不同的类别，而这种分类与目前临床医生用来对疾病进行分组的任何特征似乎都没有关联，比如激素受体状态等。研究人员进一步研究发现，脂肪所表现的差异可以通过关键基因的突变来解释，而该基因是PIK3CA代谢通路中的关键组分。

研究人员在样本中发现的一种高水平的脂肪酸就是花生四烯酸，其是一种主要存在于日常饮食的动物脂肪中的脂肪酸，而且癌细胞也会产生这种脂肪酸；值得注意的是，相同的脂肪在癌症的炎症反应中也扮演着关键角色。研究人员试图找到隐藏在背后的分子机制，他们发现，致癌性PIK3CA下游的一些信号通路能够调节脂质的过量产生，而引起研究人员注意的生物标志物脂肪酸就是花生四烯酸，因为其能作为癌症中促炎性反应的主要枢纽，而这种脂肪酸我们可以从日常饮食中获得，同时PIK3CA突变的癌细胞也有特殊的能力能够增加花生四烯酸的产生。

如今研究人员能够利用iKnife工具开始慢慢收集各种碎片，这就好像排列在一起的多米诺骨牌一样，其之间建立了一种此前没有的联系，研究者发现，当小鼠被喂食了不含脂肪酸的饮食后，干扰PIK3CA信号通路的药物或许对减缓小鼠机体中肿瘤生长更为有效；科学家们此前就知道PIK3CA通路的错误或许能作为对特定抑制剂反应缺失的标志，但并没有人明白到底是为什么，如今在iKnife工具的帮助下，研究人员发现，反应的缺失或许是花生四烯酸过量产生所导致的。

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研究者Poulogiannis及其同事开始沿着PIK3CA途径的线索，来解析饮食、代谢和癌症之间的关联，这或许是最早的几项研究之一，甚至可能是第一项揭示膳食脂肪限制在疗法反应中扮演关键角色的研究。尽管该研究尚处于早期戒断，但研究人员对这些技术改变我们寻找癌症代谢新联系的方式，并指导未来如何治疗癌症的潜力感到非常兴奋；这项研究中，研究人员成功利用高通量技术揭示了代谢表型如何真正帮助解释生物学机制，并最终识别出了一种新型的代谢易感性，同时还揭示了一种靶向作用肿瘤的新方法。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】Searching for novel connections in cancer metabolism

【2】Stitching together a ‘Google Earth’ for cancer