胰腺癌细胞找到了独特的燃料来源来避免饥饿

胰腺癌细胞通过命令附近的支持细胞为它们提供另一种营养来源，避免了致密肿瘤中的饥饿。这是发表于8月10日的一项关于癌细胞和小鼠的研究的发现自然．这项研究是由纽约大学朗格尼医学中心、哈佛大学达纳法伯癌症研究所和密歇根大学医学院的研究人员领导的。

研究结果围绕着胰腺癌在正常由血液供应的氧气和血糖(葡萄糖)短缺时寻找能量的独特能力展开。这就是肿瘤内部异常细胞生长迅速消耗可用资源的情况。

目前的研究首次揭示了胰腺癌症细胞发送信号至星状细胞它们在胰腺中分泌物质以提供结构支撑。这导致星状细胞将自己的细胞部分分解成组成部分，包括氨基酸丙氨酸。然后，癌细胞将丙氨酸吸收到称为线粒体的细胞能量库中，并将其作为葡萄糖的燃料来源。

“我们的研究提供了更多的证据，胰腺癌不仅使用不同的燃料，而且比许多癌症类型更有效地清除它，”纽约大学朗格尼劳拉和艾萨克·珀尔马特癌症中心放射肿瘤科主任、通讯作者亚力克·基梅尔曼医学博士说。

“这项工作确立了肿瘤和星状细胞之间存在一种新的串扰，”Kimmelman说。“了解这一点可能有助于该领域设计药物，以干扰使这些癌症独特的惊人代谢灵活性。”

面对饥饿

鉴于胰腺癌细胞在低营养环境中继续生长，研究小组试图确定星状细胞是否可以为癌细胞提供燃料肿瘤细胞．实验表明，确实，星状细胞分泌的代谢物导致癌细胞的线粒体代谢增加了20%到40%，并导致癌细胞的线粒体代谢增加癌细胞生长．接下来，研究小组试图确定哪些分泌的代谢物被癌细胞吸收，以促进线粒体代谢的增加。在分析的大约200种代谢物中，只有氨基酸丙氨酸和天冬氨酸符合这种模式，而且只有丙氨酸显著增加了线粒体代谢和肿瘤细胞增殖。

研究小组接下来试图确定癌细胞是如何利用丙氨酸的。标记含有丙氨酸的碳分子的研究证实，胰腺腺癌细胞将丙氨酸转化为相关的代谢物，并将其送入三羧酸(TCA)循环，这一系列反应构成了线粒体能量生产的第一部分。重要的是，通过使用丙氨酸，肿瘤细胞可以将葡萄糖转移到其他关键途径，比如制造DNA积木的途径。

此外，研究小组还发现，癌细胞通过分泌一些未知的因素，向星状细胞发出信号，通过启动一种称为自噬的过程来提供更多的丙氨酸。自噬是细胞生命的基础，它将受损的细胞部分包裹成囊泡，就像小细胞一样，它们以溶酶体为家并与溶酶体融合。这些口袋反过来将蛋白质和脂肪分解成代谢物，这些代谢物被循环利用来构建新的DNA链和膜。没有这些物质，癌细胞就无法繁殖。

然后，研究小组在小鼠体内测试了这种代谢串扰对肿瘤生长的重要性。由于星形细胞的丙氨酸分泌依赖于自噬，研究人员可以在患有癌症的小鼠的星形细胞中使用遗传技术选择性地破坏它。在自噬被抑制的星形细胞小鼠中，肿瘤的生长在很大程度上被阻止。

纽约大学朗格尼学院高级副校长、科学副院长兼首席科学官达夫娜·巴萨吉博士过去的工作发现胰腺癌细胞在自身表面产生囊泡，捕获漂浮在附近的蛋白质，将它们拉入细胞，这一过程被称为巨胞饮。Bar-Sagi和Kimmelman正在合作确定大胞饮和自噬是否合作将清除的蛋白质和脂质传递给饥饿癌细胞中的溶酶体。

“一些临床试验正在进行中，使用药物HCQ来抑制溶酶体，这可能会降低自噬和大胞饮，”Kimmelman说。“虽然这些早期试验已经报告了一些有希望的结果，但我们希望看到更有效和更具体的自噬和溶酶体抑制剂的发展。”