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Cancer Cell:与恶魔共舞的活性氧自由基

来源:生物谷 2015-07-06 14:55

 

2015年7月6日/生物谷BIOON/--低浓度的活性氧自由基(ROS)可以触发癌细胞的产生,但是因为这些氧自由基的存在,癌细胞也变得更加脆弱。在最新一期的《Cancer cell》发表了一篇评论文章中,Harris和他的同事们,通过增加普通细胞内的氧自由基应激压力,发现可以抑制癌细胞的产生和肿瘤的发展。因此,有策略地针对细胞内的抗氧化自由基系统,可以为癌症治疗提供新的方向。

低浓度的活性氧自由基可以改变部分蛋白的结构。这些氧自由基可作为一种细胞内的信使分子,通过可回复地氧化蛋白质上面的巯基,可以改变蛋白质的结构,因此就可以改变蛋白质的功能。但是高浓度的氧自由基会对细胞造成伤害。具体地,这些活性氧自由基会进攻生物大分子,如蛋白质、脂类分子以及DNA。为了应对高浓度的氧自由基,细胞中存在着抗氧化系统,一方面可以降低氧自由基浓度,另一方面可以反向修复那些被氧自由基改变的生物大分子的结构。

已有研究证明,氧自由基和氧化还原反应对于癌细胞的产生有着重要影响,可以影响癌细胞的表型以及对于治疗策略的响应。很多的实验研究认为,氧自由基会损伤DNA,会造成普通细胞癌细胞化。同时,氧自由基信号可以激活HIF-1,进而上调糖酵解、血管再生以及其他细胞代谢的基因表达,进而有利于普通细胞向癌细胞转化和肿瘤增大。然而,临床数据却显示,在很多健康男性中,服用维生素E会导致前列腺癌的增加。这说明了,维生素E作为一种还原性的物质,能够降低氧自由基的比例,从而让前列腺癌的患病率增加,那么,这些活性氧自由基很可能会抑制前列腺癌发生。

Harris和同事们进一步发现了氧自由对癌细胞的影响。通过遗传学和药理学的方法,试图打乱细胞内的氧化还原系统。谷胱甘肽是一种抗氧化物,在老鼠中,这种物质的合成下降会形成一种慢性的氧化应激压力,就是说活性氧自由基的比例高于正常状态。有趣的是,老鼠在氧自由基高的情况下,反而有更少的肿瘤产生,而且肿瘤的发展也比对照组老鼠的肿瘤发展速度慢。

那在癌细胞中,活性氧自由基究竟是怎样影响癌细胞的呢?首先是,在癌细胞的快速分裂过程中,会产生很多活性氧自由基,导致癌细胞更不容易对付其他的应激压力。为了应对这个高氧自由基环境,癌细胞会上调那些抗氧化的系统,因此,细胞分裂所急需的那些生化反应就会受到影响。这个研究还发现,氧自由是通过影响蛋白质,而不是非特异性地损伤DNA和脂类来抑制癌细胞生长的。针对癌细胞的这个弱点,如果能够试图抑制癌细胞中的谷胱甘肽等抗氧化系统的关键节点,活性会为癌症的治疗提供新的思路。(生物谷Bioon.com)

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doi:10.1016/j.ccell.2015.01.007

PMC:

PMID:

Reactive Oxygen Species in Cancer: A Dance with the Devil

Reactive oxygen species (ROS) can initiate cancer, but oxidant generation in tumors leaves them vulnerable to further stresses. In this issue of Cancer Cell, Harris and colleagues show that augmenting oxidant stress in normal cells limits tumor initiation and progression. Hence, strategic targeting of antioxidant systems may undermine survival of new tumor cells.

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