研究人员发现了两个将正常细胞转化为癌症的关键事件
宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员在一项新研究中报告称,超过100种癌症类型可以出现在全身各地,但两种通用的代谢途径可能将它们联系在一起细胞代谢.长期以来,研究人员一直认为所有癌症都是由一套共同的基本过程控制的。然而,这些究竟是什么仍然难以捉摸。
有一个统一的机制可以提供新的治疗方法来预防正常细胞从转化成任何类型的肿瘤,比如乳房、前列腺或结肠。
研究小组发现,从表型正常细胞到癌变细胞的转变涉及两个关键因素的增强:抗氧化防御和核苷酸合成。他们发现,与癌症相关的基因对某些人的影响非常大细胞以对抗氧化应激和合成核苷酸,细胞需要生存和快速生长。
“自1980年代早期在美国,许多癌症基因已经被鉴定出来。然而,他们往往影响多重细胞过程宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院癌症生物学教授、资深作者杨晓鲁博士说:“这使得我们很难真正总结出究竟是什么使细胞癌变。”“我们采取了一种独特的方法,研究了由一种特定代谢酶驱动的细胞变化,这是这里的关键。引人注目的是,我们发现一个表型正常的细胞要成为癌细胞,它所需要做的就是具备额外的能力来承受氧化应激和产生核苷酸。”
关闭这些代谢途径研究表明,这些细胞不会癌变。
研究人员首先在小鼠和人类细胞中过度表达了G6PD基因,该基因产生葡萄糖-6-磷酸脱氢酶。这种酶在体内几乎所有细胞中都活跃,并参与碳水化合物的正常加工。他们表明,仅这种过度表达就会使人类细胞发生癌变,并导致小鼠患肿瘤。
接下来,他们分析了过度表达所涉及的机制,以确定哪些途径对转化至关重要。他们发现G6PD刺激新的NADPH的产生,NADPH是维持氧化还原平衡(防止细胞被破坏和死亡)的关键辅酶,以及更多的核苷酸前体,以保持它们的繁殖。在诱发的条件下氧化应激它们经常被癌细胞遇到,因为它们不断地增殖,通常在错误的地方,正常细胞会屈服,但武装了这些附加物质的癌细胞会继续前进。
研究结果也提供了进一步的证据临床试验其他研究表明,抗氧化剂实际上会促进肿瘤生长,而不是减少肿瘤生长。肿瘤的形成需要强大的抗氧化防御;给它更多的抗氧化剂,为它提供了一个理想的环境。这些发现还解释了干扰核苷酸生物合成的化合物是治疗癌症最成功的化疗药物之一的观察结果。
作者说,重要的是,这项研究揭示了一个分子框架,可以更好地理解肿瘤发生的过程,并为治疗癌症的新方法提供了潜在的路线图。
“现在我们可以说,致癌转化来自两个基本步骤,”杨说。“我们的研究还表明,结合影响这两种情况的治疗方法,其中一些已经在临床上,将更有效地防止正常细胞癌变。”
更多信息:张杨等。抗氧化能力和核苷酸前体可用性的上调足以致癌转化,细胞代谢(2020)。DOI: 10.1016 / j.cmet.2020.10.002