低氧,高风险:肿瘤如何适应变得更具侵略性
肿瘤难以治疗的众多原因之一是,无论何时暴露在不利的条件下,它们都能适应。缺氧,或缺氧,是一种应该削弱肿瘤的现象,但相反,恶性细胞能够补偿并驱动更猛烈的疾病行为。
现在,Wistar研究所的科学家们发现了一种新的机制,可以选择性地在缺氧肿瘤中起作用,使肿瘤细胞在低氧环境下茁壮成长并继续增殖。Dario C. Altieri,医学博士,Wistar的总裁兼首席执行官,该研究的主要作者,及其同事展示了该途径的激活如何导致胶质瘤(一种脑肿瘤)患者的不良预后,以及该途径如何成为癌症的有价值的治疗靶点。研究结果发表在该杂志上癌症细胞.
Altieri说:“缺氧几乎是肿瘤侵袭性生长的普遍标志,到目前为止,我们真的无法找到导致这种行为的途径。”Altieri同时也是Wistar研究所癌症中心的主任和Robert & Penny Fox特聘教授。“我们的研究确定了一种新的方式,肿瘤细胞不仅能存活,而且能在低氧环境下继续分裂。从本质上讲,这为如何做到这一点提供了一个急需的答案肿瘤细胞能够在不利的情况下获得坚持下去所需的能量。”
线粒体因其在能量生产中的作用而被称为细胞的“发电站”,是缺氧诱导肿瘤重编程的主要来源。Altieri实验室表明,在细胞信号和代谢中起关键作用的Akt蛋白在缺氧时积聚在线粒体中。当这种情况发生时,蛋白质PDK1在一个独特的位点被磷酸化,负责细胞呼吸的复合物被关闭。然后,该途径利用肿瘤的代谢来分解葡萄糖,并利用其能量来减少细胞死亡和维持增殖。
在116例胶质瘤患者队列中分析了Akt和PDK1之间的线粒体信号通路。这种信号通路的激活在不同类型的胶质瘤中逐渐增加,在胶质母细胞瘤患者中表现出最高的活性,胶质母细胞瘤是一种特别难以治疗的脑癌,约占所有脑肿瘤的15%。
“我们对我们的结果感到兴奋,因为已经有药物专门针对癌症中的Akt。到目前为止,这些药物产生的临床反应有限,但我们相信,通过进一步的研究,我们可能能够重新利用这些药物作为一种可行的方法来削弱肿瘤适应缺氧的能力,”Altieri实验室的副研究员、该研究的第一作者Young Chan Chae博士说。