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背靠背两篇Cell揭示肺癌转移新机制

来源:本站原创 2019-07-04 07:57

2019年7月4日讯 /生物谷BIOON /——瑞典和美国的研究人员在两项独立研究中报告说,肺癌细胞通过激活一种名为BACH1的蛋白质增加糖的摄取和使用,利用内源性或饮食中的抗氧化剂在体内扩散。这些发表在著名科学杂志《Cell》上的研究为新的肺癌治疗策略铺平了道路。

众所周知,癌细胞由于其特殊的代谢作用,会受到由自由基引起的氧化应激的影响。癌细胞的特征是高摄取和高利用葡萄糖,这是控制癌细胞分裂和转移能力的众多因素之一。通过对小鼠和人体组织的研究,两个独立的研究小组现在已经揭示了当癌细胞转移到身体其他部位时,这些环境是如何相互作用的。

图片来源:Cell

当癌细胞减少氧化应激时,这个过程就开始了。氧化应激可以通过两种方式之一发生:癌细胞可以从饮食中获得抗氧化剂,如维生素A、C或E,或者合成它们自己的抗氧化剂。在大约三分之一的肺癌病例中,肿瘤细胞具有与NRF2和KEAP1基因相关的特殊突变,这些突变使它们能够开始产生自己的抗氧化剂。

当氧化应激消退时,新发现的基本过程就发生了: BACH1蛋白稳定下来,并在癌细胞中积累。这种蛋白质在癌细胞中按下几个启动按钮,从而刺激癌细胞的转移机制,包括一个命令癌细胞将葡萄糖代谢为细胞燃料和乳酸,并从血液中储存葡萄糖的机制。葡萄糖的使用速率越高,癌细胞扩散的能力就越强。

"然而,没有证据表明血液中的葡萄糖含量与此有关;相反,肿瘤细胞利用葡萄糖的能力对加速转移至关重要。"领导了这项研究的瑞典卡罗林斯卡学院生物科学与营养学系教授Martin Bergo说道。

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因。肺癌最致命的方面是转移。"我们现在有关于肺癌转移的重要新信息,这使我们有可能开发新的治疗方法,比如基于抑制BACH1的方法,"Bergo教授说。"在目前的研究中,我们发现抗氧化剂引起的侵袭性转移可以通过阻止BACH1的产生或使用抑制糖分解的药物来阻止。我们的美国同事证明,抑制另一种与BACH1相关的酶血红素加氧酶也可以抑制转移过程。"

图片来源:Cell

Bergo教授和他的瑞典同事先前已经证明,抗氧化剂,如膳食补充剂中的维生素E,可以加速肿瘤的生长。当2014年首次有研究表明这一点时,他们引起了媒体的广泛关注,并引发了激烈的争论,因为人们普遍认为抗氧化剂补充剂对治疗癌症有好处。研究人员现在所做的是解释抗氧化剂是如何加速疾病的进程的。

"这是我们取得的最令人兴奋的发现之一,"哥德堡大学(University of Gothenburg)临床科学系助理教授、共同通讯作者Volkan Sayin表示。"我们的研究结果也为所谓的Warburg效应如何被激活提供了一个新的解释。Warburg效应描述了癌细胞在正常有氧条件下如何吸收糖并将其转化为能量和乳酸。由于这是癌症最著名的特征之一,我们的研究结果为肿瘤学之谜提供了一个至关重要的新发现。"

瑞典的研究是在卡罗林斯卡学院和哥德堡大学进行的,而美国的研究是在纽约大学进行的。这项研究和预览评论发表在《Cell》杂志上。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Martin O. Bergo et al. BACH1 Stabilization by Antioxidants Stimulates Lung Cancer Metastasis.Cell, DOI: 10.1016/j.cell.2019.06.005

Michele Pagano et al. Nrf2 Activation Promotes Lung Cancer Metastasis by Inhibiting the Degradation of Bach1, Cell, online 27 June 2019, DOI: 10.1016/j.cell.2019.06.003

M. Celeste Simon et al. BACH1 Orchestrates Lung Cancer Metastasis. Cell, online 27 June 2019, DOI: 10.1016/j.cell.2019.06.020
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