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Cell:GLDC基因是非小细胞肺癌的罪魁祸首

2012/01/12 来源:中国生物技术信息网
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导读
肺癌是本地癌症中的一号杀手,虽然市面上有不少新药物都能有效抑制癌细胞生长,但它们都治标不治本,新加坡一组科学家从基因下手找出可能引发肺癌的“罪魁祸首”,为药物研发开创了新的途径。

肺癌是本地癌症中的一号杀手,虽然市面上有不少新药物都能有效抑制癌细胞生长,但它们都治标不治本,新加坡一组科学家从基因下手找出可能引发肺癌的“罪魁祸首”,为药物研发开创了新的途径。  

在所谓的癌细胞中,有一小部分才是导致细胞分裂的癌干细胞(cancer  stem  cells)或癌症起始细胞(tumour  initiating  cells),这些细胞对药物和化疗抵抗力比较强。  

肿瘤专科医生林璇指出,普通药物摧毁的只是一般的癌细胞,没有对癌干细胞斩草除根,因此肿瘤缩小后细胞依然会分裂。  

要一击即中,就得先从数百万计的癌细胞中把癌干细胞区分开来。新加坡科技研究局(简称新科研)属下的新加坡基因组研究院(Genome  Institute  of  Singapore)一组科学家通过找出一个名叫CD166的表面标记,把癌干细胞这个“祸首”揪出来。  

肺癌是本地主要癌症杀手,在男性中排第一,女性排第二。林璇医生指出,85%的肺癌是属于非小细胞(non-small  cell)肺癌,小组感兴趣的是这当中有一种在亚洲人身上比较常见的肺腺癌(lung  adenocarcinoma)。这种肺癌的病患中女性占三分之一,而她们大部分不抽烟。  

研究小组组长、癌症干细胞生物学副主任林滨博士说,他们的研究证明肺癌细胞中的确有癌干细胞的存在,并找出能将其分离出来的标记。  

此外,癌干细胞中一种名叫甘氨酸脱羧酶(glycine  decarboxylase,简称GLDC)的基因还引起他们的注意。  

林滨说:“我们发现癌干细胞中GLDC的表达度相当高,只要把它抑制下来,癌细胞就会变小,因此我们找出了攻克肺癌的箭靶。”  

林滨自2006年就跟林璇合作,从陈笃生医院和国立癌症中心获取300多份肺癌患者的癌细胞样本,他们发现病情越严重者,其GLDC表达度越高,证实GLDC扮演着重要角色。  

这是否代表肺癌不仅是如抽烟等后天因素引起,也可能是基因所致?林滨认为,一方面可以说是,因为科学家已经找出一些不抽烟的女性癌细胞变异的基因通路,但也可能不是,因为肺癌比较不会传到下一代,所以是不是基因作祟还不清楚。  

“我们的发现证明,GLDC即便不是造成肺癌的始作俑者,至少在癌细胞分裂中也起到促进的作用。”  

他也说,其实所有的细胞中都有GLDC这个在制造基因“积木”中具有催化功能的酶素(enzyme),但之前却没有受到足够重视。  

此外,他补充说,除了肺癌,卵巢癌细胞中的GLDC表达度也很高。  

林滨和小组的这个研究日前已在科学期刊《细胞》(Cell)的电子版率先发表。  

新加坡癌症专家、新加坡国立大学医学中心副总裁黄聿立教授将林滨等人的研究称为“影响重大,因为亚洲人的肺癌生物特征似乎跟西方人很不一样,因此我们迫切需要了解这个病。”

 

Glycine Decarboxylase Activity Drives Non-Small Cell Lung Cancer Tumor-Initiating Cells and Tumorigenesis

Wen Cai Zhang, Ng Shyh-Chang, He Yang, Amit Rai, Shivshankar Umashankar, Siming Ma, Boon Seng Soh, Li Li Sun, Bee Choo Tai, Min En Nga, Kishore Kumar Bhakoo, Senthil Raja Jayapal, Massimo Nichane, Qiang Yu, Dokeu A. Ahmed, Christie Tan, Wong Poo Sing, John Tam, Agasthian Thirugananam, Monireh Soroush Noghabi, Yin Huei Pang, Haw Siang Ang, Paul Robson, Philipp Kaldis, Ross Andrew Soo, Sanjay Swarup, Elaine Hsuen Lim, Bing Lim

Identification of the factors critical to the tumor-initiating cell (TIC) state may open new avenues in cancer therapy. Here we show that the metabolic enzyme glycine decarboxylase (GLDC) is critical for TICs in non-small cell lung cancer (NSCLC). TICs from primary NSCLC tumors express high levels of the oncogenic stem cell factor LIN28B and GLDC, which are both required for TIC growth and tumorigenesis. Overexpression of GLDC and other glycine/serine enzymes, but not catalytically inactive GLDC, promotes cellular transformation and tumorigenesis. We found that GLDC induces dramatic changes in glycolysis and glycine/serine metabolism, leading to changes in pyrimidine metabolism to regulate cancer cell proliferation. In the clinic, aberrant activation of GLDC correlates with poorer survival in lung cancer patients, and aberrant GLDC expression is observed in multiple cancer types. This link between glycine metabolism and tumorigenesis may provide novel targets for advancing anticancer therapy.

文献链接:http://www.cell.com/abstract/S0092-8674%2811%2901444-9

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