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胰腺癌细胞的最新科学发现令人惊喜!

 86tui 2016-09-01

胰腺癌细胞可通过发送信号到星状细胞(stellate cells),使后者将自己的细胞部件分解为基础燃料,其中包括了丙氨酸。癌细胞会将丙氨酸吸收到线粒体中,代替葡萄糖,作为新的燃料(fuel)来源。 


这一惊喜的发现来自于哈佛医学院的Alec C. Kimmelman博士和密歇根大学Costas A. Lyssiotis博士以及他们的研究团队成员。

胰腺星状细胞通过自噬丙氨酸支持肿瘤分泌代谢

此研究发现,在癌细胞线粒体代谢期间,星状细胞分泌的代谢物增长了20%-40%。癌细胞究竟吸收了哪种分泌代谢物,从而促进线粒体代谢的增加。研究人员通过对约200种代谢物的分析发现,丙氨酸和天冬氨酸均符合这一模式,并且丙氨酸显著增加了线粒体代谢和肿瘤细胞增殖。然而,癌细胞究竟是如何利用这些丙氨酸的呢?为此,研究小组通过对丙氨酸中的碳分子进行了标记证实,腺癌细胞会将丙氨酸转变为丙酮酸,然而进入三羧酸循环。丙酮酸是线粒体三羧酸循环中的关键分子,是通过醣酵解过程产生。其潜在来源是丙氨酸转氨作用。这一作用能够发生在胞液(cytosol)或线粒体中。

此研究的发现,证实了星状细胞提供的丙氨酸主要在线粒体经过转氨作用变成丙酮酸,随后进入三羧酸循环,为癌细胞提供能量和脂质分子。虽然尚不清楚丙氨酸为何会特异性地进入线粒体中。还有另一个重要的发现是,通过使用丙氨酸,肿瘤细胞能够将葡萄糖应用到其它关键通路中,如产生DNA基本燃料的通路。

科学家发现潜在的漏洞,胰腺癌防御

经研究发现,癌细胞是通过分泌一些未知的因子,向星状细胞发出信号,从而借助上调自噬的作用,使星状细胞可提供更多的丙氨酸。细胞自噬作用是指在饥饿状态下,胞质中可溶性蛋白和部分细胞器,被降解成氨基酸等用于供能和生物合成的过程。

近年来许多研究都表明,细胞自噬与个体发育、氧化性损伤保护、肿瘤细胞的恶性增殖及神经退行性疾病有关联。

细胞自噬的作用被认为是只对细胞自身发挥作用,但最新研究新的发现了,癌细胞-星状细胞代谢交互作用在小鼠肿瘤生长中的重要性。确认当星状细胞自噬作用被抑制时,肿瘤生长也受到了很大程度的限制。


建立了肿瘤和星状细胞之间一种新的关联

4月14日,发表在Cell杂志上的一项研究中表明,科学家们发现了,癌细胞能够通过使用突变基因强迫邻近的健康组织帮助它们生长和扩散。当健康细胞被诱惑后可释放独特的生长信号,使癌细胞借此增殖,其本身并不能分泌这些信号。此发现对癌症代谢及生存机制,为战胜癌症提供了惊喜的依据。

研究项目主要负责人Kimmelman博士表示,此研究提供的证据表明,胰腺癌不仅使用的燃料不同,而且能够比其它癌症类型更有效的寻找到燃料。

这项研究还建立了肿瘤和星状细胞之间一种新的关联,可有助于帮助产生干扰这种惊人代谢过程的药物诞生。

纽约大学的DafnaBar-Sagi博士领导的研究小组曾经发现,胰腺癌细胞能够在其表面产生一些囊泡,用以捕捉附近流动的蛋白,并通过一种叫做巨胞饮(macropinocytosis)的过程将这些蛋白吸引在细胞中。

进一步的探索研究,将确定在饥饿的癌细胞中,巨胞饮和自噬配合如何,输送蛋白质和脂质到溶酶体中。

研发人说,目前有多个在进行的临床试验中,在研究抑制溶酶体的药物HCQ,这类药物可能会同时下调自噬和巨胞饮作用。而这些早期试验已经取得了有前景的结果,但我们仍然希望能够开发出更有效的自噬和溶酶体抑制剂。



胰腺癌是一个高度恶性的疾病,约90%的病人无法以手术根除治疗,整体而言,五年的存活率低于5%。病理上胰腺癌的病人大约90%以上都是属于腺癌(adenocarcinomas),另外少数是胰岛细胞的神经内分泌肿瘤(NET, Neuroendocrine tumor)。

临床表现症状则是上腹疼痛、体重减轻、进行性的黄疸(占50%)。大部分诊断出胰腺癌的病人被发现时都已经是进行性疾病来呈现,统计发现只有10%的病人能进行手术,绝大多数的病人发现时已经是局部侵袭性疾病或已发生转移。治疗的目标通常是缓解症状(palliative),治愈(cure)几乎是不可能,缓和的化学疗法目的是能提高存活率或末期生活品质。


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