分解蛋白质:饥饿的癌细胞如何转换食物来源

癌细胞通常生长在营养含量低的环境中，它们通过将新陈代谢转换为使用蛋白质作为替代“食物”来应对这一挑战。在基因筛选的基础上，一个国际科学家团队可以识别出LYSET蛋白质是允许癌细胞进行这种转换的途径的一部分。他们的研究结果现已发表在该杂志上科学．

氨基酸是蛋白质的组成部分也是人体的关键营养素细胞生长和扩散。了解细胞如何利用氨基酸在不同的环境是基础生物学和癌症研究．肿瘤组织通常血液供应有限，在这样的条件下生长，癌症细胞改变他们的代谢活动。特别是，当它们面临饥饿时，它们会从吸收血管输送的营养物质转变为利用其他营养物质，比如分解周围的蛋白质作为食物来源。然而，使癌细胞实现这种转变的机制在很大程度上仍然难以捉摸。

为了更好地理解分子通路两组具有匹配专业知识的科学家组成了团队:海德堡德国癌症研究中心(DKFZ)的Wilhelm Palm是癌症代谢方面的领先专家，维也纳分子病理学研究所(IMP)的Johannes Zuber在功能性癌症遗传学方面拥有丰富的经验。科学家们在严格控制营养条件的情况下进行了研究，以模拟发生在许多肿瘤中的氨基酸饥饿。然后，他们使用“基因剪刀”CRISPR-Cas9来破坏基因组中几乎每个基因的表达，这使他们能够确定与营养开关有关的几种途径。

在这些基因中，科学家们发现了一种没有特征的基因，它只在癌细胞以细胞外蛋白质为食时才需要细胞生存。科学家们将这种基因重新命名为“LYSET”(溶酶体酶运输因子)，它对溶酶体的功能至关重要。溶酶体是一种小型细胞器，在细胞的胃中消化蛋白质。对LYSET功能的进一步实验表明，该基因是甘露糖-6-磷酸途径的核心成分，这是用消化酶填充溶酶体所必需的。在缺乏LYSET的情况下，癌细胞的溶酶体中缺乏酶，不再能够消化蛋白质。

然后，科学家们转向小鼠模型来研究LYSET在真实肿瘤中的功能。他们发现，在几种类型的癌症中，LYSET的缺失强烈地损害了肿瘤的发展，而在正常的营养条件下，它是很好的耐受的。

Wilhelm Palm的实验室是最早描述癌细胞以细胞外蛋白质为食的能力的实验室之一，他说:“通过LYSET，我们发现了代谢途径的一个核心组成部分，使其能够适应不同的营养物质，这是癌细胞在严峻的肿瘤环境中生存和生长的关键能力。”

“这就是为什么这个发现如此令人兴奋，”约翰内斯·祖伯说。LYSET和甘露糖-6-磷酸通路对癌细胞特别重要，因此可能成为攻击癌症主要代谢瓶颈的分子切入点。”

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