全世界都在“抗糖”,看看Cell子刊怎么说
2021/01/03
急性髓样白血病细胞中高果糖可驱动丝氨酸合成途径。

糖作为机体的三大能量之一,适当的糖分摄入可为我们的身体提供能量,使我们保持健康和心情愉悦。由于果糖比葡萄糖口感更好,但饱腹感较差,据统计果糖占美国总卡路里摄入量的10%左右,但果糖的摄入增加往往会导致肥胖和代谢综合征的发生。近年来,多项研究表明,果糖不仅是癌症的潜在诱导因素,也可作为癌细胞增殖和转移的“补充燃料”。

GLUT5是一种果糖转运蛋白。在非小细胞肺癌样本中GLUT5显著上调,可帮助癌细胞在葡萄糖有限的条件下,代谢果糖并增殖。此外,研究表明高果糖摄入也可导致肿瘤加速生长。目前人们对肝脏和小肠中的果糖代谢知之甚少,深入了解肿瘤中的果糖代谢,对与肿瘤的诊断和治疗意义重大。

近日,《Cell Metabolism》在线发表了美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心Kayvan R. Keshari和Michael G. Kharas名为“High Fructose Drives the Serine Synthesis Pathway in Acute Myeloid Leukemic Cells”的研究。该研究表明,急性髓样白血病细胞中高果糖可驱动丝氨酸合成途径。


DOI: 10.1016/j.cmet.2020.12.005

首先,研究人员利用4种白血病细胞系MOLM13(FLT3-ITD AML)、K562(BCR-ABL CML)、THP1(MLL-AF9 AML)和KASUMI1(AML1-ETO AML)研究白血病细胞的果糖代谢。结果表明,高果糖可促进白血病细胞的增殖。并且在富含果糖的情况下,白血病细胞显着依赖从头丝氨酸合成途径(SSP),通过酮己酮激酶(KHK)代谢果糖。


高果糖促进白血病细胞增殖

随后,研究人员检测了代谢酶和主要果糖转运体GLUT5的表达水平。在[2-13C]果糖培养基中,低水平GLUT5的细胞的[2-13C]甘氨酸/[2-13C]乳酸的比例明显增加。因此,GLUT5的表达水平决定了果糖的吸收水平,是决定果糖代谢差异的关键因素,而果糖的吸收可通过氧化型辅酶(NAD+)/还原型辅酶(NADH)的比值调节SSP的通量。


在富含果糖条件下,低GLUT5白血病细胞依赖SSP

除此之外,研究人员还发现在富含果糖的条件下,正常造血干/祖细胞没有观察到SSP通量的变化。靶向SSP的限速酶磷酸甘油脱氢酶(PHGDH)可以抑制白血病细胞对果糖的利用,促进小鼠的存活。


高果糖驱动丝氨酸合成途径

总而言之,研究人员发现了白血病细胞果糖代谢的潜在机制。更重要的是,在高果糖环境下SSP在白血病细胞的代谢适应中起重要作用,在正常的造血CD34+细胞中没有观察到这种依赖性,因此抑制SSP可提供一种全新的白血病治疗策略。另外,提醒小伙伴们,适量摄入糖也是很重要的哦!

参考资料:

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(20)30660-4

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