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如何靶向能量代谢来精准狙杀癌细胞?

来源:生物谷 2016-12-31 17:10


科学家们都知道癌细胞非常狡猾,在机体中会演变出多种分子机制来逃脱机体的免疫系统,即便如此,研究者也能让其重现原形,找出瓦解癌细胞的手段,比如科学家们就会以癌细胞的能量代谢为基础开发多种治疗癌症的新型疗法;本文中小编就对此进行了盘点,分享给各位!


doi:10.1016/j.stem.2012.12.013

近日,刊登在国际著名杂志Cell Stem Cell上的一篇研究报告中,来自罗切斯特大学医学中心的研究者揭示了急性髓性白血病为何难以治愈,急性髓性白血病是一种恶性的癌症,研究者表示,引发急性髓性白血病的一类细胞的代谢速度远比癌症细胞慢的多,这或许是导致急性髓性白血病难以治愈的原因。

急性髓性白血病细胞缓慢的代谢对其非常重要,可以使得细胞得以长时间生存,研究者表示,在研究中发现了一种实验性药物可以针对白血病细胞这种代谢状态进行特定的攻击作用。研究者Jordan表示,以白血病干细胞的代谢路径进行靶向作用是一种特殊的方法,我们认为这可以应用于其它类型的白血病治疗中。

研究者发现,白血病干细胞是通过一种特殊的氧化磷酸化方式,在线粒体中产生其所需要的所有能量,相比较而言,其它癌细胞和正常的干细胞只能依靠称为醣酵解的二次能量来源来产生所需能量。随后研究者继续对氧化磷酸化途径进行研究,试图寻找到可以抑制该途径的方法,他们发现了一种重要的称为BCL-2的基因,该基因对于白血病干细胞能量的产生非常重要。


doi:10.1016/j.celrep.2015.12.094

来自美国西南医学中心的研究人员发现靶向CDK4/6用于治疗癌症的抑制剂药物能够改变胰腺癌细胞代谢,这一发现或可用于胰腺癌治疗新方法的开发。相关研究结果发表在国际学术期刊cell reports上。

根据美国国家癌症研究所的统计数据,胰腺癌是导致美国癌症死亡的第三大癌症类型,胰腺癌也是预后最差的癌症类型之一,多年来研究人员一直在努力寻找治疗胰腺癌的新方法。

去年美国FDA批准通过了首个CDK4/6抑制剂药物用于治疗一种特定类型的乳腺癌,这类药物已经广泛用于许多癌症类型的临床研究,其中包括胰腺癌。

研究人员表示,虽然这类抑制剂能够抑制癌细胞的生长和分裂,进而达到抑制肿瘤生长的目的,但是肿瘤仍然存在于病人体内,并且最终可能对药物产生抵抗,如果能够对这类药物的作用机制有更深入的了解,就可能开发出新策略不仅抑制癌细胞生长还能够彻底杀死癌细胞。



doi:10.1371/journal.pcbi.1004924

近日,来自冰岛大学的研究人员构建了一种计算模型,通过分析乳腺上皮细胞的代谢特点以及信号通路研究癌症转移,该研究或将有助于开发具有细胞特异性的抗癌干预措施。相关研究结果发表在国际学术期刊Plos Computational Biology上。

由于大部分乳腺癌都起源于乳腺上皮细胞,因此为了深入挖掘乳腺癌转移的机制,科学家们构建了一种数学模型,分析乳腺上皮细胞的代谢特点。这种模型专门用于研究上皮间充质转化过程,该过程是癌症发展和转移过程中一个重要事件。


doi:10.1038/onc.2013.463

近日,休斯敦大学(UH)科学家正在努力开发前列腺癌的下一代疗法。前列腺癌是美国男性中最常见的恶性肿瘤,由于前列腺癌依赖雄激素生长和存活,雄激素剥夺疗法是晚期疾病的治疗标准。

患者最初对治疗反应,但大多数在两年之内经历复发,届时治疗选择会变得很有限。在此阶段,雄激素剥夺疗法对去势抗性前列腺癌不再有效,但有趣的是,雄激素受体信号仍然处于活动状态,并在癌症的进展中起着很大的作用。正因为如此,无论是雄激素受体还是受体下游调控过程仍是治疗的可行目标。不幸的是,目前还不清楚哪个具体下游过程实际上推动疾病,因此,也不知道应该怎样有针对性地开展治疗。


清华大学宣布:该校医学院颜宁教授研究组在世界上首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构,初步揭示了它的工作机制以及相关疾病的致病机理,在人类攻克癌症、糖尿病等重大疾病的探索道路上迈出了极为重要的一步。未来,人类有望“饿死”癌细胞。

昨天的英国《自然》杂志以长文的形式正式刊发了这一成果。据介绍,葡萄糖是地球上各种生物最重要、最基本的能量来源,也是人脑和神经系统最主要的供能物质。据估算,大脑平均每天消耗约120克葡萄糖,占人体葡萄糖总消耗量的一半以上。葡萄糖代谢的第一步就是进入细胞,但亲水的葡萄糖溶于水,而疏水的细胞膜就像一层油,因此,葡萄糖自身无法穿过细胞膜进入到细胞内发挥作用,必须依靠转运蛋白这个“运输机器”来完成。葡萄糖转运蛋白镶嵌于细胞膜上,如同在疏水的细胞膜上开了一扇一扇的门,能够将葡萄糖从细胞外转运到细胞内。




doi:10.1016/j.molcel.2015.05.037

最近,来自艾默里大学的科学家发现在许多黑色素瘤中存在一个重要基因突变能够使癌细胞的代谢重新连线,使癌细胞的生长依赖于一种参与酮体生成的催化酶,这一发现为解决黑色素瘤细胞对靶向药物的抵抗,开发新的替代药物提供了深入见解,同时也部分解释了为什么这一突变在黑色素瘤细胞中频发。近日,相关研究结果发表在国际学术期刊molecular cell

B-raf基因发生V600E突变在黑色素瘤细胞中非常常见,这一突变能够促进癌细胞生长,除了在黑色素瘤中存在,在一些结肠癌和甲状腺癌病例中也发现存在B-raf V600E突变。目前已经开发出一些针对B-raf V600E基因突变的靶向药物,但在临床实验中发现,在癌症得到明显改善之后,携带V600E基因突变的癌细胞都不可避免地产生药物抗性。


DOI: 10.1038/onc.2016.394

癌症会重新改造肿瘤细胞的代谢,将肿瘤细胞变成复制机器。但是就像奥运会上的运动健儿需要补充特殊饮食一样,肿瘤细胞的代谢也会让它们依赖一些特殊的营养物质维持存活。

多年来科学家们一直试图发现并理解肿瘤细胞的这些需求,希望能够通过阻断必需营养物质的供应,找到饿死癌细胞的新治疗方法。

在一项新研究中,杜克大学的科学家们报告称一种恶性并产生治疗抵抗的乳腺癌细胞(三阴性乳腺癌)在缺少了胱氨酸这种关键的营养成分以后会快速死亡。通过对癌细胞死亡原因进行研究,他们发现这种对胱氨酸上瘾的情况是由一种机制触发,许多肿瘤细胞利用这种机制逃脱并迁移到身体其他部位。




doi:10.1158/1535-7163.MCT-13-1091

Manchester科学家们发现一种新的药物,能抑制肿瘤的生长,并且将其与放射疗法结合后其有效性得到改进,这表明其可以在临床中有效治疗肿瘤。

许多肿瘤都缺氧,并且肿瘤能量生成过程会发生变化,从有氧呼吸切换到糖酵解并生成乳酸作为副产物。

为了防止乳酸对肿瘤细胞造成毒性,这种乳酸必须被单羧酸转运蛋白(MCT)分子转运出肿瘤细胞。

阿斯利康药物的新药AZD3965抑制肺癌细胞中单羧酸转运蛋白中的一种即MCT1。英国曼彻斯特大学研究人员进一步研究这种药物与放疗组合的治疗效果。

该小组研究了小细胞肺癌细胞,发现AZD3965阻止乳酸盐转运进入和离开肿瘤细胞,增加糖酵解。他们指出,这些变化导致了小鼠肿瘤生长被抑制。


近日,来自德国马克斯-德尔布吕克中心等处的研究者通过研究发现可以通过抑制癌细胞的能量代谢来选择性地破坏休眠中的癌细胞,相关研究成果刊登于国际杂志Nature上。

化疗并不能杀死所有的癌细胞,相反某些癌细胞可以进入一种程序化生长停滞的阶段,当癌细胞处于该阶段后,肿瘤细胞就处于失活状态,而且不会进行分裂;但是这种癌细胞会不断产生蛋白质信使物质,其可以引发严重的炎性反应,更为甚者,有些癌细胞会增加癌症复发的风险。

文中,研究者通过研究发现了一种靶向杀灭这种癌细胞的方法,研究者Schmitt教授表示,化疗过后,这种生长停滞的癌细胞会处于能量代谢增加的阶段,其非常需要糖类来补充,通过抑制癌细胞的糖类代谢就可以对其进行杀灭。相比而言,短期的能量代谢抑制对正常组织的细胞分裂影响并不大;如果这些癌细胞能量产生或者其消化过程被阻断,那么其就不会生存。这项研究为治疗恶性癌症等疾病提供了一个新的视角,为开发新型疗法也提供了一个新的潜在靶点。




doi:10.1038/nature13910

近日,来自美国德克萨斯州MD安德森癌症研究中心的研究人员发现,改变肿瘤抑制基因p53的家族成员或可促进p53缺失的肿瘤发生快速衰退,相关研究刊登于国际著名杂志Nature上。

研究结果显示,影响相同基因-蛋白通路的糖尿病药物或许可以有效治疗癌症;研究者Elsa R. Flores表示,体内实验研究表明,p63和p73可以被控制上调或增加人胰岛淀粉样多肽(IAPP)的水平,Iapp是一种机体代谢葡萄糖的关键蛋白,其目前应用于部分治疗糖尿病药物中。

P53在大部分人类癌症中都会被改变,在小鼠体内p53的再度激活会抑制肿瘤的发展,而利用其实现在治疗上却非常困难,文章中研究人员表示,通过改变p53的家族成员p63和p73或许就可以实现治疗癌症的目的。这项研究中研究人员描述了p63和p73的两种版本,第一种版本就是反式激活结构域,其在结构和功能上类似于p53,可以有效抑制癌症;另一种版本是缺失激活区,从而抑制p53阻断肿瘤的生长,激活区是包含特殊蛋白质的区域,比如未来可以下调细胞效应的转录因子等。


doi:10.1038/nature17393

在一项新的研究中,来自美国德州大学西南医学中心儿童医学中心研究所(CRI)的研究人员鉴定出一种新的代谢途径,这种途径在对正常细胞是致命性的条件下协助癌细胞生长繁殖。相关研究结果于2016年4月6日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Reductive carboxylation supports redox homeostasis during anchorage-independent growth”。

论文通信作者、德州大学西南医学中心儿科遗传学与代谢部门主任Ralph DeBerardinis博士说,“人们长期认为如果我们能够靶向肿瘤特异性的代谢途径,那么就有可能开发出一种有效地治疗癌症的方法。这项研究发现两种非常不同的代谢过程以细胞适应与癌症恶化相关性应激(stress associated with cancer progression)所特别需要的方式相关联起来。”




doi:10.1016/j.celrep.2016.09.045

癌细胞有它们自己独特的增殖方式,涉及一种精明的在几乎所有癌症类型中但不在正常的细胞中观察到的代谢重编程。如今,在一项新的研究中,来自美国罗彻斯特大学医学中心的研究人员查明了这种现象背后的一种关键机制,从而有可能导致人们开发出新的治疗机会。相关研究结果发表在2016年10月11日那期Cell Reports期刊上,论文标题为“Addiction to Coupling of the Warburg Effect with Glutamine Catabolism in Cancer Cells”。

研究人员首次证实导致癌症的突变如何控制和改变癌细胞进行生物合成和复制的方式。这一发现是罗彻斯特大学医学中心生物化学与生物物理学系副教授Joshua Munger博士实验室和生物医学遗传学系主任Hucky Land博士实验室密切合作的结果。

Munger说,“体内的每个组织或细胞类型具有不同的代谢需求,但是当细胞发生癌变时,它们的代谢以非常不同于正常细胞的方式发生改变。能够鉴定出这些差异是开发治疗靶标的关键。”

几十年来,人们已知癌细胞以一种令人吃惊的速率从血液中摄取葡萄糖。不过,Land解释道,癌症的葡萄糖成瘾仅是故事的一部分。(生物谷Bioon.com)

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