研究表明为什么许多癌细胞需要进口脂肪
哥伦比亚和麻省理工学院的研究人员揭示了癌细胞经常被迫依靠脂肪进口的令人惊讶的原因,这一发现可能导致新的方法来理解和减慢肿瘤的生长。
这项研究由哥伦比亚大学瓦格洛斯大学系统生物学副教授丹尼斯·维特库普(Dennis Vitkup)领导,麻省理工学院中心科赫中心主任的Matthew G. Vander Heiden博士Matthew G. Vander Heiden博士6月23日自然代谢。
我们吃的常见营养素,例如脂肪和氧我们呼吸,可能在成长中起着至关重要的作用癌细胞。
氧气以其在体内产生能量中的作用而闻名。这就是为什么当我们锻炼时,我们开始更加呼吸。因为许多癌症细胞生活在耗氧的环境中,通常假定它们的生长受到能量的限制。
但是氧气的角色也较少,那就是为氧化能力提供氧化能力化学反应驱动构建新细胞所需的生物分子的合成。许多生物合成反应需要一个称为NAD+的共同因素,并且当缺乏氧气时,细胞不能再生促进生长的NAD+。他们的关键合成反应停止了。
令人惊讶的是,这项新研究发现,缺氧性癌细胞通常具有超过生长所需的能量。当研究人员为癌细胞提供额外的能量产生营养时,细胞没有反应。
取而代之的是,当研究人员使用各种方法通过缺乏氧气抑制生物合成途径时,癌细胞却不断增加增殖。
研究人员发现,虽然各种生物合成途径对氧气的可用性敏感,脂肪的合成是最受影响的。脂肪分子用于创建新细胞的膜,而脂肪合成对于需要合成新膜的生长的癌细胞尤其具有挑战性。如果不使用氧气,细胞就无法充分提供其脂肪合成途径。
Vitkup博士说:“是什么使我们的结果非常违反直觉,这是因为脂肪合成不被认为是需要大量氧气的过程。但是我们的实验表明,癌细胞使用的氧气中多达30%的氧气并不适用于能量产生,但用于合成脂肪。”
由于氧对生物合成的影响,在氧气限制环境中生长的癌细胞在很大程度上取决于从环境中进口脂肪。这对癌细胞产生了至关重要的脆弱性,因此减少进口脂肪的供应可能会减慢或阻止癌症的生长。
Vitkup的团队现在试图鉴定癌细胞用来在不同肿瘤中进口脂肪的受体以及哪些受体可以由药物靶向。该研究还表明,改变饮食中脂肪的成分可能在影响癌症生长的情况下起着至关重要的作用。
“我们通常认为癌症主要由基因突变,但是对于生活在充满挑战条件下的癌细胞(例如氧气饥饿),它们的环境同样重要,” Vitkup说:“例如,刺激脂肪吸收的突变只会促进肿瘤生长如果这些脂肪实际上在其环境中可用。”