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Nature重磅!首个监测肺癌转移的生化标志物

 生物_医药_科研 2019-07-02

2013年,朱莉通过基因检测发现自己是BRCA突变基因的携带者,为了预防可能的风险,她切除了双侧乳腺。虽说BRCA突变基因携带者发生卵巢和乳腺癌的风险增加,可这不代表有了这个基因突变就一定会得癌。基因水平反映的仅仅只是疾病发生的可能性。

不同于基因水平,代谢位于生命活动的下游,与表型最近,变化更为灵敏,反映的是生物体内正在发生的事情。从代谢角度研究肿瘤,不仅有助于新型生物标志物的筛选,同时也有利于深入理解肿瘤的代谢重编程机制,为癌症的诊治、药物研发等提供理论依据及研究基础。




近期,中科院上海生化细胞所杨巍维博士与中国科学院大连化学物理研究所李国辉博士研究团队对肺癌的转移的机制进行了探索,发现糖醛酸代谢通路中的尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-Glc)是肺癌转移的重要分子,其有望成为肺癌转移检测和治疗的生化靶点!

据今年1月国家癌症中心发布的2019年中国癌症报告,2015年我国发病人数最多的癌症就是肺癌,超过五分之一的癌症患者都是肺癌的“受害者“,几乎两倍于第二名的胃癌。同样,在癌症致死人数中,肺癌也是牢牢占据第一名。癌症之所以如此致命,有一个关键原因就是癌症的转移性,据统计,癌症转移导致95%的癌症死亡。

代谢的重编程是肿瘤细胞的十大特征之一,通过重编程以支持它自身的生长及增殖。研究人员敲除人A549非小细胞肺癌细胞中的111种限速酶,发现UGDH敲除可以极大地抑制肿瘤细胞迁移。Transwell迁移实验、动物实验、TCGA数据库的肺癌患者数据也都进一步证实了这一结论。


UGDH是糖醛酸途径的限速酶,可以催化尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-Glc)反应生成尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDP-GlcUA),参与糖胺聚糖的生物合成。接下来针对UGDH参与肿瘤转移的调控机制做了进一步的探索和研究。

研究团队发现表皮生长因子受体(EGFR)激活后,UGDH的第473位酪氨酸(Y473)就会发生磷酸化。磷酸化的UGDH除了可将UDP-Glc转化为UDP-GlcUA,还能与mRNA稳定蛋白HuR结合,削弱了UDP-Glc对HuR蛋白与SNAI1 mRNA结合的抑制作用,增强了SNAI1 mRNA稳定性及蛋白表达。SNAI1参与间充质转化,它表达的升高增强了肿瘤细胞迁移能力,进而促进了肺癌转移。因此UGDH是通过稳定SNAI1 mRNA的表达来促进肿瘤细胞迁移的。

结合临床数据分析后,研究者们发现UDP-葡萄糖水平与肺癌的转移和复发密切相关!转移性肿瘤中的UDP-葡萄糖水平远低于原发性肿瘤。远端转移患者的UDP-葡萄糖水平远低于无远端转移的患者。

总的来说,此项研究首次揭示了糖醛酸代谢通路中的尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-Glc)抑制肺癌转移的新功能及作用机制,为肺癌转移的监测和阻断提供了新的靶点和生物标志物,具有重要的临床应用潜力和价值。对于其他研究者而言,也提供了一个看待肿瘤代谢标志物的新视角。

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文字:冉珊

排版:APTBIO-市场部

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