Cell子刊：靶向好吃甜食的癌癥

日期：2013-10-23 09:08:47

來自加州大學Ludwig癌癥研究所的研究人員闡明了，癌細胞通過改變它們代謝葡萄糖的方式來生成維持失控性生長所需能量及原材料的一個重要機制。

在線發(fā)表在《細胞代謝》（Cell Metabolism）雜志上的這項新研究，也揭示了侵襲性腦癌——膠質(zhì)母細胞瘤是如何利用這一機制來抵抗破壞Warburg效應(yīng)的靶向性治療的，并提出了有可能如何克服這樣的抵抗。在詳細解析這一現(xiàn)象的分子通路過程中，研究人員揭示了有可能破壞癌細胞代謝摧毀腫瘤的幾個可能的新藥靶點。

加州大學圣地亞哥醫(yī)學院Ludwig 癌癥研究所研究員Paul Mischel 博士說：“癌癥和其他快速生長的細胞都是利用通常只有在缺氧情況下才會啟動的一種過程從葡萄糖處取得能量。這使得它們能夠完成艱難的任務(wù)：從葡萄糖處獲得它們所需的能量，并且保有分裂細胞大量需要的脂類、蛋白質(zhì)和DNA等分子的構(gòu)成元件。

直到近期，對于誘導癌細胞中這一重要代謝轉(zhuǎn)變的生化通路仍知之甚少。今年早些時候，Mischel和同事們在發(fā)表的一項研究中描述了，在許多膠質(zhì)母細胞瘤中存在的一種異常生長信號是如何傳送誘導Warburg效應(yīng)的。這一涉及重要蛋白PI3激酶（PI3K）、Akt和mTORC1的信號級聯(lián)反應(yīng)，最終激活了基因表達的一個調(diào)控因子——轉(zhuǎn)錄因子c-Myc。Mischel說：“在許多癌細胞中，c-Myc似乎是連接生長信號通路與控制營養(yǎng)物質(zhì)攝入與利用的機器之間的一根杠桿。”

在當前的研究中，Mischel與Kenta Masui博士及Web Cavenee博士展開協(xié)作，確定了獨立于PI3K-Akt-mTORC1信號的第二互作生化級聯(lián)反應(yīng)，并利用獨特的生化通路和一種不同尋常的機制開啟了c-Myc。Mischel和同事們報道稱，這一信號通路依賴于來自蛋白復合體mTORC2的信號。研究人員證實當mTORC2開啟時，它會沉默另外兩種轉(zhuǎn)錄因子FoxO1和FoxO3，后兩者可以抑制細胞核中的c-Myc激活。進而，他們了解到FoxOs沉默是通過乙酰化這種化學修飾來實現(xiàn)的。

這項研究對于癌癥治療具有重要的意義。Mischel 解釋說：“近期有許多藥物設(shè)計出來旨在阻斷PI3K-Akt-mTORC1信號。我們證實當你利用這些藥物時，你將有可能通過mTORC2驅(qū)使FoxOs乙酰化，并無意中推動了Warburg效應(yīng)。換句話說，這一新信號通路有可能是導致這些藥物耐受的原因。我們的數(shù)據(jù)表明，要破壞Warburg效應(yīng)及殺死癌細胞，你必須開發(fā)出靶向兩條信號通路的療法。這是新研究發(fā)現(xiàn)主要的臨床價值。”

Mischel和同事們發(fā)現(xiàn)，主要依賴于mTORC2介導信號通路的膠質(zhì)母細胞瘤往往預后較差。并且，他們的研究表明肺癌細胞也利用了這一信號通路來誘導Warburg效應(yīng)。

Mischel說：“我們正利用膠質(zhì)母細胞瘤作為一種系統(tǒng)來了解各種其他癌癥，實際上，由于確定的這些信號通路在癌細胞類型中保守存在，這一研究發(fā)現(xiàn)具有更廣泛的相關(guān)性。不同的癌癥是由不同類型的生長因子受體突變所推動，而這些突變受體傳送的信號往往集中于一組信號蛋白。”

“我們確定了與這一信號通路相關(guān)的重要分子以及新信號機制，開放了一個富有潛在新抗癌藥物靶點的景觀，”Mischel說。現(xiàn)在他的實驗室正與Ludwig癌癥研究所的其他研究人員合作，致力于鑒別有可能破壞mTORC2介導信號通路關(guān)鍵步驟的藥物樣小分子。