科学家发现一种可以帮助脑肿瘤生长的酶

2017
06/22

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美域健康
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来自休斯顿的德克萨斯MD安德森癌症中心的研究人员们发现,有一种酶可以帮助大脑内肿瘤的生长。这一发现为研发新的肿瘤治疗方法提供了可能。

来自休斯顿的德克萨斯MD安德森癌症中心的研究人员们发现,有一种酶可以帮助大脑内肿瘤的生长。这一发现为研发新的肿瘤治疗方法提供了可能。

所有的癌症和肿瘤都需要“进食”以促进自身的生长和扩散。就像健康的细胞一样,癌细胞在没有氧气和营养物质的情况下也无法生存——但是肿瘤经常处在营养不足的微环境中。

发表在分子细胞杂志上的新发现解释了肿瘤是如何在恶劣的环境下设法进食和生长的。

一种被称为乙酰辅酶合成酶2(ACSS2)的酶在为肿瘤提供生存途径的过程中发挥着核心作用。ACSS2酶增强了肿瘤利用醋酸盐(一种细胞盐)成为碳做基础的食物的能力,而不是葡萄糖。虽然葡萄糖更有利于肿瘤生长,但它在癌细胞中的供应通常是有限的。

醋酸盐为处于肿瘤核心位置的癌细胞提供了一条生命线,不仅使它们在与营养缺乏的斗争中生存下来,而且成为他们生长的一种方法。

切断癌细胞中这一重要的营养通路,对于阻止肿瘤的生长和加快癌细胞的死亡是至关重要的。然而,免疫系统是无法阻止癌细胞中的这条营养通路,并且目前的治疗方法是不起作用的。

此外, 在核转位过程中ACSS2酶是如何从被称为细胞质的液体细胞成分转移到细胞核的仍然还不清楚。如果ACSS2酶的核转位可以被停止,那么癌症细胞维持自身的能力也会终止。

“克服新陈代谢的压力是肿瘤生长的关键一步。通过葡萄糖和醋酸盐生成的乙酰辅酶A(CoA)是许多重要的细胞过程的关键碳源,如组蛋白乙酰化和基因表达,” Zhimin Lu博士这样说道。他是神经肿瘤学的教授,也是这项研究的首席研究员。

“然而,如何在营养短缺的环境下生产乙酰辅酶A(CoA)是不清楚的。我们的研究解释了这种现象是如何发生的潜在机制,在这种情况下,ACSS2酶是一种新颖而重要的基因表达方法。”

ACSS2酶促进生产细胞结构来帮助肿瘤发育

Lu和他的同事们使用了一种叫做CRISPR的基因编辑工具,通过在细胞的细胞核中产生乙酸乙酯,来探索ACSS2酶在组蛋白乙酰化过程中的作用。

组蛋白对基因调控至关重要。它们是一种蛋白质,可以作为DNA的“卷轴”来缠绕。组蛋白乙酰化是一种修饰加工过程,那是基因表达的重要组成部分。利用新陈代谢酶进行组蛋白修饰,发现其对细胞保持稳定和肿瘤的发育具有重要的意义。

ACSS2酶促使溶酶体产生,溶酶体是一种已知的导致肿瘤的细胞结构发育、生长的细胞结构。此外,ACSS2酶促进自噬——“同类相食的细胞供给机制”——反过来,使溶酶体获取、消化,和回收关键营养物质。

更有甚者,如果细胞外的营养物质供应不足,ACSS2酶就会通过两种方式重新规划癌细胞的新陈代谢:通过增加自我吞噬,以及再利用溶酶体消化吸收的产物。

“这些发现阐明了癌症细胞中重新规划新陈代谢和基因表达之间的相互作用。对ACSS2酶的核功能和新陈代谢途径的抑制,即糖酵解,将葡萄糖转化为肿瘤自我供养的能量,似乎是治疗癌症的一种有效方法。” Zhimin博士这样说道

这项研究提供了关于核转位的新信息,以及ACSS2酶是如何成为治疗癌症的新方法的潜在参与者。

来源:今日医学新闻(Medical News Today)  翻译:麻省医疗国际 左文超

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