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Cell:揪出癌细胞的代谢软肋

2014/09/12 来源:生物通
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导读
近日,《细胞》杂志上的一项新研究比较了造血干细胞和白血病细胞消耗营养物质的方式,发现相比于正常细胞,癌细胞无法容忍它们的能量供应发生改变。这些结果表明,或许有一些方法可以靶向白血病代谢促使癌细胞死亡,并且不会损害其他的细胞类型。


来自哈佛大学和麻省理工学院的科学家们领导的一个研究小组,在一项新研究中比较了造血干细胞和白血病细胞消耗营养物质的方式,发现相比于正常细胞,癌细胞无法容忍它们的能量供应发生改变。这些结果表明,或许有一些方法可以靶向白血病代谢促使癌细胞死亡,并且不会损害其他的细胞类型。研究人员将他们的研究工作发表在《细胞》(Cell)杂志上。

论文的资深作者、哈佛大学医学教授David Scadden博士说:“早在几十年前,人们就已经知道癌细胞利用能量的方式不同于大多数的细胞类型。因此我们想,或许造血干细胞和它们的直接后代之间有可能存在一些代谢差异;那么它们与癌症的差异是否大到你可以用某些东西来操控能源,从而只影响癌症而不损伤正常细胞呢?”

Scadden的研究小组一开始检测了造血干细胞和它们的直接后代——造血祖细胞,后者具有比较有限的分化能力。研究人员以两种方式改变了细胞摄取营养的途经:一是通过葡萄糖on-off开关,另一种是像旋转音量转盘(volume dial)一样,通过精细调节,升高或降低葡萄糖。研究人员发现关闭葡萄糖开关可导致干细胞死亡,而上调葡萄糖的容量转盘,可以影响后代细胞的正常能量生成,使之在某些方面向着好的情况转变。

Scadden说:“这是两种细胞类型之间一种有趣的差别。它们具有非常不同的功能,你可以想象它们将以非常不同的方式来利用它们的营养物质,而此前无人阐明过它。”

研究人员接下来导入了一些遭到破坏可引起亲代造血干细胞和它们的后代细胞癌变的基因,让癌细胞经受了和正常细胞相同的葡萄糖处理。该研究小组发现无论他们以哪种细胞作为开始,白血病细胞对葡萄糖on-off开关和容量转盘都敏感。

论文的第一作者、Scadden实验室博士后王英华(Ying-Hua Wang,音译)说:“一些药物在有效杀伤癌细胞的同时也对健康细胞造成毒害,是癌症治疗的主要障碍之一。在这项研究中,我们找到了一种方法来区分正常细胞和恶性细胞之间的敏感性,提出了一个潜在的治疗观点。”

Scadden说:“癌细胞在许多的方面都不像正常细胞,其中一个就是癌细胞被锁定在一种特定的行为方式。这些细胞处理葡萄糖的方式如此的奇特,它们创造了一种独特的干预机会。正常细胞不会遭到破坏,是因为它们适当地拥有其他的能源机制。”

一些私营企业一直在开发靶向癌症代谢的药物,但主要针对的是实体瘤,Scadden希望这一研究将为工业合作商打开大门,生成一些新的疗法。未来还需要开展更多的研究来确定非血液性癌症在代谢敏感性上是否具有类似的差异。

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