Nature：癌细胞的代谢门路“变异”的机密

2019年10月25日 讯 /100医药网BIOON/ --比来，由芝加哥年夜学的研讨人员引导的一项新研讨提醒了为什么癌细胞耗费和应用养分物的方法与安康细胞分歧，以及这种差别若何增进癌细胞的生活和发展。一切细胞都须要发生能量来保持性命，然则癌细胞为了疾速发展和繁衍而对能量的需求不时添加。懂得分歧类型的细胞若何自我保持或代谢是一个有吸引力的研讨范畴，由于可以经过开辟新的药物来中止和应用这一进程。此外，代谢在免疫细胞的反响性中也起着感化。数十年来，生物学家们不断努力于提醒细胞推陈出新若何影响其功效的庞杂性。这项新的研讨揭橥在10月23日的《Nature》杂志上，标明乳酸（一种推陈出新的终产品）改动了巨噬细胞的功效，从而改动了它的行动。

（图片起源：Www.pixabay.com）年夜约90年前，德国心理学家和外科大夫奥托·沃伯格（Otto Warburg）起首提出了一个成绩，即为什么某些细胞接收养分的方法与其它细胞分歧。他晓得正常细胞会应用氧气，并经过称为“氧化磷酸化”的进程将食物转化为能量。然则当他不雅察癌细胞时，他发明癌细胞更爱好经过糖酵解来增进其发展，该景象被称为“Warburg效应”。糖酵解的发明为癌症推陈出新范畴奠基了根底，Warburg大夫也于1931年取得诺贝尔奖。乳酸是Warburg效应的最终产品，历久以来不断被以为是代谢废料。比来的研讨标明，乳酸可以调理很多细胞类型（免疫细胞和干细胞）的功效。是以，乳酸不只不是废料，并且能够是影响细胞功效的症结调理剂。近年来，虽然获得了必定停顿，然则乳酸调控细胞功效的机制仍是未知的。并且，因为Warburg效应实践上在癌症类型中均存在，是以说明其机制关于开辟能够针对多品种型的癌症的普遍性靶向疗法供给了能够。在比来的研讨中，Yingming Zhao博士和Lev Becker博士应用质谱技巧剖析了驱动Warburg效应的机制。他们留意到，在此进程中生成的乳酸也起着非代谢的感化。乳酸盐是今朝发明的组卵白的新型润饰类型，称之为“组卵白乳化感化”。组卵白是在真核细胞核中发明的一组卵白质，它们将DNA组织成构造单位并掌握基因的表达。而特定的基因表达图谱则决议了细胞的类型和功效。研讨人员证实，组卵白乳酸化可以改动这些构造单位，从而改动巨噬细胞中基因的表达特点。巨噬细胞发生的乳酸是由细菌沾染或肿瘤中缺少足够的氧气供给（缺氧）触发的，这两种均可以安慰糖酵解反响。研讨人员应用承受细菌安慰的巨噬细胞作为模子，发明组卵白的乳酸化感化将细胞从促炎和抗菌形态（称为M1）改动为消炎和修复形态（称为M2）。呼应细菌沾染，巨噬细胞必需与敏捷变得“促炎性”，以协助杀逝世细菌并将其他免疫细胞募集到沾染部位。在此进程中，巨噬细胞转换为有氧糖酵解，并发生包含特定细胞因子在内的促炎性免疫物资。但是，研讨人员标明，跟着工夫的流逝，这种代谢转换也会添加乳酸的分解，从而安慰组卵白的乳酸化与基因的表达变更，这些基因能够修复沾染时代对宿主的形成的附带伤害。虽然这种修复性M2巨噬细胞表型能够有助于掌握沾染时代的伤害，但已知它在肿瘤中的存在会增进癌症的发展，转移和克制免疫反响呢。风趣的是，研讨人员还在从小鼠黑素瘤和肺肿瘤平分离出的巨噬细胞中检测到了组卵白乳化景象，并不雅察到组卵白乳化与修复性M2巨噬细胞发生的促癌基因之间存在正相干。这些发明标明巨噬细胞中高乳酸和组卵白的乳酸化程度能够有助于肿瘤的构成及好转。作者说，研讨这些对巨噬细胞的影响仅仅是个开端。他们揣测癌细胞和其他免疫细胞，例如T细胞，可以经过这种机制停止调理。除癌症外，在其他疾病中也不雅察到了Warburg效应，包含败血症，本身免疫性疾病，动脉粥样硬化，糖尿病和衰老等等。是以，须要对这种新的组卵白润饰的感化和调控停止更多研讨。（100医药网100yiyao.com）

资讯出处：

原始出处：Di Zhang, Zhanyun Tang, He Huang, Guolin Zhou, Chang Cui, Yejing Weng, Wenchao Liu, Sunjoo Kim, Sangkyu Lee, Mathew Perez-Neut, Jun Ding, Daniel Czyz, Rong Hu, Zhen Ye, Maomao He, Y. George Zheng, Howard A. Shuman, Lunzhi Dai, Bing Ren, Robert G. Roeder, Lev Becker Yingming Zhao. Nature, 2019 DOI: 10.1038/s41586-019-1678-1