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Cell Metabol:两项关键事件或能将正常细胞转变为癌细胞

来源:本站原创 2020-11-16 19:36

2020年11月16日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一篇刊登在国际杂志Cell Metabolism上的研究报告中,来自宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院等机构的科学家们通过研究表示,100多种癌症类型可能会在人类机体全身出现,但两种通用的代谢通路或许与这些癌症的发生密切相关。长期以来科学家们一直认为,所有类型癌症都是由一组共同的基本过程所控制,然而他们并不清楚背后的分子机制。

拥有统一的机制或许能指导科学家们开发新型治疗性策略从而来预防正常细胞转化为任何一种类型的肿瘤,比如乳腺癌、前列腺癌或结肠癌等。文章中,研究者揭示了从表型正常的细胞转化为癌变细胞或许涉及两个关键元件的增强过程,即抗氧化的防御性机制(antioxidant defense)和核苷酸的合成机制(nucleotide synthesis);研究者表示,与癌症相关的基因或许会给某些细胞进行超级充电过程,从而帮其对抗氧化性压力并合成核苷酸,而细胞需要核苷酸来生存并快速生长。

图片来源:Pixabay/CC0 Public Domain

研究者Xiaolu Yang说道,早在20世纪80年代科学家们就发现了很多癌症相关基因,然而,这些基因通常会影响多个细胞进程,这就使得科学家们很难总结到底哪些基因让细胞发生了癌变;这项研究中,研究人员采取了一种独特的方法,并观察了特殊代谢酶类所驱动的细胞改变,而这些代谢酶类正是关键所在。让研究人员不可思议的是,他们发现,一个表型正常的细胞想要转变成为癌细胞,其所需要的就是配备额外的能力来承受所遭遇的氧化性压力并产生核苷酸。

研究者指出,关闭这些代谢通路后细胞或许并不会发生癌变;文章中,研究人员首先过表达了G6PD基因,该基因能在小鼠和人类细胞中制造酶类葡萄糖-6-磷酸脱氢酶,同时该酶类在机体几乎所有的细胞中都处于活性状态,其主要参与到了碳水化合物的正常加工过程,仅过表达该酶类或许就能让人类细胞癌变并在小鼠机体中诱发肿瘤产生。随后研究人员分析了参与过表达的分子机制,以确定到底哪些通路对细胞的转化至关重要,他们发现,G6PD能刺激新型NADPH的产生,而NADPH是能够维持细胞氧化还原平衡(其能保证细胞免受损伤或死亡)的关键辅酶,同时G6PD还能促进产生更多核苷酸来维持细胞的增殖,在引发氧化性压力的状况下(癌细胞会因不断增殖扩散而遭遇这种环境),正常细胞会变得屈服,而癌细胞会在这种情况下继续增殖扩散。

本文研究也为临床试验和其它研究提供了进一步证据表明,抗氧化剂实际上会支持肿瘤的生长(而不是抑制肿瘤的生长),肿瘤的形成需要强大的抗氧化防御机制,而给予其更多的抗氧化剂或许就能提供一种理想的环境,这一研究发现或许能帮助研究人员解释干预核苷酸生物合成的化合物或许能作为成功治疗癌症的化疗药物之一。更重要的是,本文研究还提出了一种分子框架来更好地理解细胞癌变的过程,同时还提供了治疗癌症的新型疗法的新路线图。

最后研究者Yang说道,目前我们发现细胞的致癌性转化(oncogenic transformation)或许来自于两个基本步骤,而本文研究结果表明,将影响这两个事件/基本步骤的疗法相结合(其中有些疗法已经应用到临床中)或能更加有效地抑制正常细胞发生癌变。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Yang Zhang,Yi Xu,Wenyun Lu, et al. Upregulation of Antioxidant Capacity and Nucleotide Precursor Availability Suffices for Oncogenic Transformation, Cell Metabolism (2020). DOI:10.1016/j.cmet.2020.10.002

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