癌細胞「窒息而死」之謎被破解科學家研究腫瘤新療法

2018年07月01日     298     檢舉

美媒稱,腫瘤的目標很簡單:製造更多癌細胞,不斷生長、生長、生長。但這往往意味著,生長太快以致氧氣供應變得不足,這時候,腫瘤內部的細胞就開始窒息而死。沒有氧氣,這些不斷分裂的細胞就難以製造出足夠的天冬氨酸,而天冬氨酸是許多細胞活動中至關重要的成分。

  據美國每日科學網站6月27日報道,這是以洛克菲勒大學代謝調節與遺傳學實驗室主任克萬奇·比爾索伊為首的研究團隊設想的一種可能性。他們認為,缺氧組織中的腫瘤有一個致命弱點,即它們製造出的天冬氨酸不足,醫生們可以針對這一弱點用藥。這些研究人員本周在英國《自然·細胞生物學》雜誌上發表了其研究成果。

  報道稱,科學家此前已經知道,當某些腫瘤生長得太快、血液供應跟不上時,它們在低氧條件下的生長就會變得緩慢。但他們不了解出現這種情況的確切原因。氧分子參與了細胞的眾多化學反應,而任何一種化學反應都可能限制其生長。

  報道還稱,為了確定最重要的那些反應,比爾索伊團隊中的博士後研究員哈維爾·加西亞-貝穆德斯在他在實驗室中培養的切除自28名患者的癌細胞——包括取自血液、胃、乳房、結腸和肺的癌細胞——中模擬缺氧狀態。其中很多細胞在類似低氧狀態下呈現出生長受阻狀態,但另一些細胞不太敏感,還有一些細胞根本不受此困擾。

  

  癌細胞資料圖

  在比較這些細胞的代謝物生成情況時,加西亞-貝穆德斯注意到,最敏感的細胞在缺氧狀態下會失去天冬氨酸這種胺基酸。沒有氧氣,細胞無法製造出天冬氨酸,但具有抵抗性的細胞似乎能從周圍環境中獲得這種胺基酸。

  報道稱,在敏感細胞中,缺少天冬氨酸不僅會影響新蛋白質的產生,還會影響其他數個依賴天冬氨酸的過程,例如遺傳物質的合成。

  比爾索伊說,他很驚訝地看到,如此多缺氧導致的問題都與這種胺基酸有關。他曾預計,有更多代謝物要依賴於氧氣供應。

  研究人員發現,許多能抵抗缺氧狀態的腫瘤都有某種特殊之處:它們利用一種被稱為SLC1A3的基因從周圍環境中吸收天冬氨酸。

  當加西亞-貝穆德斯在通常對低氧狀態敏感、在實驗室中培養的腫瘤中激發這一基因時,這些腫瘤的生長速度加快了。

  當他將腫瘤移植到老鼠體內時,情況同樣如此。這進一步支持了以下觀點:在缺氧狀態下,天冬氨酸能成為腫瘤生長的一個限制因素。比爾索伊說:「這是它們真正迫切需要的東西。」

  這一發現也許能為研製出抓住這一特殊弱點對腫瘤發起進攻、使之更缺乏天冬氨酸的藥物提供機會。比爾索伊認為,有幾種方法或許能阻止癌細胞獲得天冬氨酸,即阻止它們生成這種胺基酸或阻斷從周圍環境中獲取的途徑。

  如果他說的沒錯,一種抗天冬氨酸療法有朝一日也許能成為典型化療和放療的補充,而且它可能對任何存在缺氧區域的腫瘤都有效。比爾索伊還說,腫瘤的這些部位往往能抵抗典型化療和放療。

  他設想了一種對腫瘤左右夾擊的辦法:一方面治療腫瘤中供氧充分的部位,與此同時阻斷其餘部位獲得天冬氨酸的途徑。

  然而,研製出這種二聯療法還有很長的路要走。比爾索伊首先計劃在實驗室中研究可能幹預天冬氨酸生成的藥物。