特聘教授PNAS解析腫瘤為何異常生長

日期：2011-02-17 11:20:19

來自北京協和醫學院／中國醫學科學院基礎醫學研究所，廈門大學生科院，哈佛醫學院等處的研究人員發現能導致腫瘤細胞發生有氧糖酵解的蛋白，幫助解開了腫瘤異常生長代謝之謎，也為治療腫瘤提供了一種新策略。這一研究成果公布在《美國國家科學院院刊》（PNAS）雜志上。

文章的通訊作者是中國醫學科學院基礎醫學研究所博士生導師張宏冰教授，以及廈門大學尤涵教授。張宏冰教授現任中國協和醫科大學特聘教授, 博士生導師, 中國醫學科學院組織工程研究中心客座教授，主要研究方向是腫瘤信號途徑，抑癌基因等方面的研究。

腫瘤病人多伴隨有能量消耗高、體重減輕等代謝紊亂現象。上世紀20年代，德國諾貝爾獎得主奧托·瓦伯格發現腫瘤組織的代謝明顯增強，腫瘤細胞主要依賴糖酵解進行代謝，其耗糖速度遠大于正常細胞。這一代謝特征究竟是癌癥產生的原因還是癌細胞代謝改變的結果，則是長期困擾醫學界的難題。

近年來，腫瘤代謝異常現象再次引起人們的重視，這種“瓦伯格效應”又開始成為腫瘤研究的焦點。哈佛大學科學家發現主要存在于腫瘤細胞的M2型丙酮酸激酶可促進腫瘤細胞“瓦伯格效應”的發生，并對腫瘤的形成和生長起著至關重要的作用，但是腫瘤細胞產生M2型丙酮酸激酶的誘因不甚清楚。

在這篇文章中，研究人員發現異常激活的雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通過誘導產生M2型丙酮酸激酶，從而導致腫瘤細胞發生有氧糖酵解。這一發現為治療腫瘤提供了一種新策略。

張宏冰率領的團隊長期從事雷帕霉素靶蛋白信號通路與腫瘤發生和治療的研究。雷帕霉素靶蛋白作為一個細胞內承上啟下的蛋白質激酶樞紐，主要通過整合生長因子和營養信號來調節細胞生長。多種原癌基因激活、抑癌基因失活突變后會導致這條信號通路的調節失控、過度活化，從而引起各種疾病，尤其是腫瘤的發生。

他們研究發現，雷帕霉素靶蛋白功能亢進是導致腫瘤細胞發生“瓦伯格效應”的關鍵因素，并進一步研究明確了雷帕霉素靶蛋白是通過上調幾個在腫瘤發生中起主要作用的蛋白質來促進M2型丙酮酸激酶的表達和糖酵解的發生，聯合阻斷雷帕霉素靶蛋白通路和糖酵解可協同抑制腫瘤的發生和進展，聯合抑制這些新發現的腫瘤藥物靶標可能增加抗腫瘤藥物的療效、減少副作用和降低腫瘤抗藥性。

mTOR信號途徑是最近新出現的細胞內重要信號途徑，這一途徑在進化上高度保守，主要通過控制蛋白合成來調節細胞生長。mTOR信號通路是調控細胞生長與增殖的一個關鍵通路，該通路將從營養分子、能量狀態以及生長因子傳來的信號整合在一起，調控大量的生命過程，包括自我吞噬、核糖體的生物組合和代謝等。該通路的失調與多種人類疾病相關，包括癌癥、糖尿病與心血管疾病。