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Science:新发现的细胞通路有望开发癌症疗法

来源:生物谷 2017-06-17 14:56



2017年6月17日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自意大利、美国、英国和冰岛的研究人员发现一种新的细胞通路能够促进和支持癌细胞生长。在黑色素瘤模式小鼠中,阻断这种通路会导致肿瘤生长下降。这项研究提供一种新的机会来开发能够潜在地抑制人癌细胞中的这种通路和有助控制它们生长的药物。相关研究结果发表在2017年6月16日的Science期刊上,论文标题为“Transcriptional activation of RagD GTPase controls mTORC1 and promotes cancer growth”。

论文通信作者、美国贝勒医学院分子与人类遗传学教授、意大利那不勒斯Telethon遗传学与医学研究所主任Andrea Ballabio博士说,“几年来,我们一直在研究这种通路的组分。我们知道这种通路对正常的细胞发挥它们的功能是重要的,这是因为它参与调节代谢,即细胞如何加工营养物获得能量以及细胞如何使用能量进行生长。在这项研究中,我们想要更多地了解这种通路如何调节它的活性。”

参与细胞代谢的通路通常进行自我调节,这意味着这种通路的一些组分控制彼此的活性。“我们猜测这种通路受到自我调节,而且我们在这项研究中证实了这一点。我们实验方法证实在这种允许它自我控制的通路中,存在一种反馈循环。”

一种在正常的细胞活动中发挥着重要作用的通路

Ballabio和他的同事们研究了这种通路在两种正常的细胞活动中的作用:细胞如何对体能锻炼作出反应;它们如何对营养物可利用性(nutrient availability)作出反应。就体能锻炼而言,这些研究人员确定他们发现的这种自我调节机制对健身效果是不可或缺的。

Ballabio说,“一些运动员在锻炼后不久服用亮氨酸或氨基酸混合物,这会促进蛋白合成,从而导致肌肉生长。这就是健身效果。当我们对小鼠进行基因改造让它们缺乏这种通路时,我们发现它们丢失了这种健身效果。”

这些研究人员具有一组正常的小鼠和一组缺乏这种通路的小鼠。这两组小鼠接受锻炼并且在锻炼后不久接受亮氨酸喂食。尽管正常的小鼠表现出增强的蛋白合成,但是缺乏这种通路的小鼠不会出现这种增强效果。

Ballabio说,“在健康的有机体中,这种通路也允许细胞更加高效地适应营养物可利用性。比如,当从饥饿阶段转化到可获得食物的阶段时,细胞需要从分解代谢切换到合成代谢。饥饿促进分解代谢,即降解营养物获得发挥功能所需的能量,而进食促进合成代谢,即产生蛋白等分子。我们发现的这种反馈循环介导分解代谢到合成代谢的切换,从而允许有机体适应食物可利用性。”

一种在癌症生长中发挥着重要作用的通路

这些研究人员也研究了这种通路可能在癌细胞中发挥着的作用。他们发现在肾细胞癌、黑色素瘤和胰腺癌等癌症中观察到的这种通路过度激活对在细胞培养物和模式动物中促进和支持癌细胞生长是重要的。

Ballabio说,“最为重要的是,在我们的研究中,我们证实在移植到小鼠体内的人黑色素瘤实验模型中,阻断这种通路会导致肿瘤生长下降。我对这一发现在未来的癌症治疗应用感到特别激动人心。开发干扰这种通路的药物疗法可能有朝一日阻止肿瘤生长。”

罕见疾病发现能够改善我们对常见疾病的理解

Ballabio说,“我们的实验室着重关注罕见的遗传病,如溶酶体贮积遗传病,我们起初在这种疾病中研究了这种通路。随后,我们发现这种通路也在癌症中发挥着重要作用。我们和其他的研究人员对罕见遗传病的研究有时会获得能够潜在应用于更加常见疾病(如癌症)的发现。”(生物谷 Bioon.com)

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原始出处:

Chiara Di Malta, Diletta Siciliano, Alessia Calcagni et al. Transcriptional activation of RagD GTPase controls mTORC1 and promotes cancer growth. Science, 16 Jun 2017, 356(6343):1188-1192, doi:10.1126/science.aag2553

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