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PNAS:利用细胞“铁死亡”或有望帮助开发新型癌症疗法

  1. 铁死亡
  2. 癌症
  3. PI3K-AKT-mTOR
  4. 耐受性
  5. 小鼠

来源:本站原创 2020-12-04 08:39

2020年12月4日 讯 /生物谷BIOON/ --如果科学家们在研究癌症混乱生物学中还存留一线希望的话,那就是赋予癌细胞生长优势的相同特征往往也提供了让科学家们破坏癌细胞的机会和希望。日前,一篇刊登在国际杂志PNAS上的研究报告中,来自纪念斯隆凯特琳癌症中心等机构的科学家们通过研究发现,癌细胞或能展示出特殊的代谢改变,从而使其对特殊类型的细胞死亡方式(铁死

2020年12月4日 讯 /生物谷BIOON/ --如果科学家们在研究癌症混乱生物学中还存留一线希望的话,那就是赋予癌细胞生长优势的相同特征往往也提供了让科学家们破坏癌细胞的机会和希望。日前,一篇刊登在国际杂志PNAS上的研究报告中,来自纪念斯隆凯特琳癌症中心等机构的科学家们通过研究发现,癌细胞或能展示出特殊的代谢改变,从而使其对特殊类型的细胞死亡方式(铁死亡,ferroptosis)变得敏感。

图片来源: National Institutes of Health

铁死亡,顾名思义,铁所诱发的细胞死亡;其通常是因细胞的氧化性压力所致,即细胞中积累的自由基和其它腐蚀的化学物质,其是细胞利用氧气燃烧能量所获得到的副产物;但对于需要大量能量来生长和分裂的很多癌细胞而言,其却会找到一种方法来避开这一问题。研究者Jiang说道,促进癌细胞应对氧化性压力的基因突变或会使其对铁死亡变得更加耐受,换句话说,如果没有突变所产生的好处,癌细胞可能会对铁死亡变得非常非常敏感。

这项研究中,研究人员给予小鼠摄入一种组合性药物来验证了他们的观点,其中一种药物能促进细胞铁死亡,另外一种能够阻断突变所产生的效应。研究者所研究的特殊突变能够影响名为PI3K-AKT-mTOR的信号发送通路,该通路能控制细胞的代谢,而该通路的突变则在癌症中非常常见,其似乎能够反映一个事实,即由于癌细胞的繁殖速度过快,其对代谢的需求大大增加了,而携带该通路突变的癌症往往也是最难治疗的癌症之一。

研究结果表明,携带这些突变的肿瘤细胞会会实验性的铁死亡诱导药物耐受,而该药物能给给予在培养皿中生长的细胞,当研究者将阻断这种代谢通路的药物添加到铁死亡诱导药物后,癌细胞发生了死亡。随后研究人员检测了是否在含有这些突变的乳腺癌和前列腺癌小鼠模型中能够观察到相同的效应,的确,这种新型药物组合能够在小鼠机体中引起接近完全的肿瘤破坏效应。

研究者Jiang指出,这是我在实验室中观察到的最显著的肿瘤退行现象,突变的PI3K-AKT-mTOR信号通路或会通过增加一种参与细胞外膜脂质产生的蛋白质的活性来保护癌细胞免受损伤,这些额外的脂质还能保护细胞免于氧化性压力,从而就能预防细胞铁死亡,而阻断PI3K-AKT-mTOR通路就能预防脂质的合成并能使得细胞对铁死亡变得再度敏感。本文研究结果补充了2019年研究人员进行的一项研究,此前研究者发现,某些癌细胞所携带的突变会使其对铁死亡变得敏感,即使在没有给予代谢改变药物的情况下依然如此;关键的一点在于,许多癌症都会携带基因突变,这就使其能被用来诱发细胞铁死亡并引癌细胞死亡,而这或许有望帮助科学家们开发新型抗癌疗法。

最后研究者表示,目前我们已经申请了相关专利技术,下一步将会继续进行更为深入的研究在更多患者的肿瘤样本中进行新型药物组合的更多测试工作。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Junmei Yi,Jiajun Zhu,Jiao Wu, et al. Oncogenic activation of PI3K-AKT-mTOR signaling suppresses ferroptosis via SREBP-mediated lipogenesis, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI:10.1073/pnas.2017152117

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