Nature揭示癌細胞最渴望什么

日期：2016-02-17 09:26:02

生長中的腫瘤細胞總是很餓。來自荷蘭癌癥研究所的Reuven Agami教授課題組開發出了一種稱作為diricore的新方法，揭示出了對于個體腫瘤而言哪種氨基酸最受限制，因而也是維持腫瘤生長最需要的物質。Diricore使得采用特異的氨基酸剝奪療法來餓死腫瘤成為可能。他們的研究論文發表在2月15日的《自然》（Nature）雜志上。

人類癌細胞利用它們大部分的能量和營養物質來實現細胞分裂與存活，往往會將一種或少數幾種氨基酸消耗至限制水平。由于進一步限制這些氨基酸將會抑制腫瘤生長，揭示腫瘤中限制性的氨基酸可以應用于治療。然而找出哪種氨基酸最受限制是一件極其困難的事情。

Reuven Agami說：“氨基酸弱點具有腫瘤特異性及患者特異性，而現在我們可以測量幾乎所有腫瘤中的限制性氨基酸。”

Agami與他的同事Fabrizio Loayza-Puch博士與Koos Rooijers一起生成了有關RNA-核糖體復合物的兩張快照——一個在腫瘤組織中，一個在正常組織中。RNA分子中包含了構建蛋白質的指令。核糖體可以讀取這些指令，通過按照正確的順序連接氨基酸來執行這些指令。

Agami說：“第一張與第二張快照之間的不同之處表明，核糖體在最受限制氨基酸的RNA指令處發生了堆積。它們在那里用更長的時間等待新的物質供應，直至它們可以繼續前進。”

從理論到臨床實踐

一旦知道了腫瘤中限制性的氨基酸，進一步控制這種氨基酸的供應將以一種特異的方式影響腫瘤形成。可以通過添加一種物質關閉氨基酸生成，或是關閉生成這種特殊氨基酸的基因來做到這一點。通過注射一種酶來分解這種氨基酸可將血液循環中的該氨基酸控制在低水平，或采用一種特殊的飲食是另一種方法。Agami研究小組采用遺傳工具在乳腺癌細胞中針對這樣一種限制性的氨基酸證實了這一原理。確實，在一些動物模型中關閉一種限制性氨基酸生成抑制了腫瘤生長。

到目前為止尚無基于diricore技術的臨床療法，這有可能還需數年的時間。Agami說：“有著各種激動人心的可能性，我們將盡力爭取獲得荷蘭研究基金的幫助。”

將近一百年前，科學家們就知道癌細胞有一些奇特的“胃口”，能以異于正常細胞的方式吞噬葡萄糖，但葡萄糖攝入只是癌癥代謝的一個方面。來自哈佛醫學院、麻省總醫院等處的研究人員利用代謝組學技術，進行大規模癌癥代謝分析獲得癌細胞代謝圖譜，證實了癌細胞對于一種氨基酸：甘氨酸的特殊喜好，快速擴增的癌細胞常常需要甘氨酸。這一相關成果公布在Science雜志上。

來自中國西南大學、美國喬治亞攝政大學的研究人員證實，KDM4C與ATF4協同作用轉錄調控了氨基酸代謝。研究結果揭示出，連接KDM4C介導的H3K9去甲基化和ATF4介導的轉錄的一個分子機制重編程氨基酸代謝實現了癌細胞增殖。這一研究發現發布在《Cell Reports》雜志上。