重新思考氧气在肿瘤生长中的作用

耶鲁大学研究人员的一项发现，改变了人们对氧气在肿瘤生长过程中所起作用的传统看法——近年来，这一领域的癌症研究一直被广泛研究。

来自约翰·c·马龙生物医学工程教授安德烈·列夫琴科实验室的研究结果发表在《柳叶刀》杂志上电池系统．这项研究的其他合作小组由Chi V. Dang(约翰霍普金斯大学)和Kshitiz(康涅狄格大学)指导。

当肿瘤开始缺氧时，它们可以启动缺氧诱导因子(HIF-1alpha)，这是一种控制基因活性的蛋白质转录因子。作为HIF-1alpha激活的结果，数百个基因的表达可以改变并极大地改变动物的行为癌症细胞．

尽管HIF-1alpha的增加被认为是稳定的，但由列夫琴科领导的新研究发现，这种分子的水平也可以在小群细胞中反复上升和下降，特别是在细胞密度高的区域。这种振荡的影响是深远的，因为它允许缺乏氧气的癌细胞恢复分裂和生长。它还能促进促癌基因，抑制抗癌基因。

“在许多方面，它重新定义了关于事物如何发生的非常基本的教科书版本，”列夫琴科说，他也是耶鲁大学西校区耶鲁系统生物学研究所的所长。“毫不夸张地说，HIF-1alpha是人们在研究癌症时关注的关键分子之一。”

Kshitiz，助理教授生物医学工程他说，这项研究揭示了这一独特的现象，并回答了有关癌症的几个问题，同时开辟了新的科学探索方向。

他说:“这是一个跨越许多机构的大型合作，证明了深入的科学问题需要整合多种类型的专业知识才能实现。”

HIF-1alpha本质上是氧气下降时的一个危险信号。列夫琴科说:“这是一种紧急信号，告诉细胞‘现在我们需要改变行为，因为氧气不再存在。’”他补充说，它还可以促进血细胞的生长，从而间接恢复氧气水平。“它既是缺乏的传感器，也是缺乏的调节器氧气这基本上改变了细胞所做的一切。”

使用各种荧光生物传感器检测显示振荡行为的细胞。重要的是，研究人员发现HIF-1alpha的振荡会触发细胞内的某些基因。这些振荡特异性基因富含致癌基因，促进癌症的发生。与此同时，肿瘤抑制基因下降了。

他说:“这告诉我们，还有一种我们没有意识到的特别重要的其他动力学或动态行为，而且，它具有非常重要的后果。”

检测oscillation-specific基因在肿瘤中可能是一种积极生长的迹象癌症这可能会导致早期诊断的新方法。列夫琴科说，药理学公司表示有兴趣将这项工作作为新的诊断测试的基础。