宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员在一项在线发表于《细胞代谢》的新研究中报告说,全身可能会产生100多种癌症,但是有两种普遍的代谢途径可能将它们联系在一起。长期以来,研究人员一直认为,所有癌症都由一组共同的基本过程控制。但是,确切的含义仍然难以捉摸。
拥有统一的机制可以为新的治疗方法提供信息,以防止正常细胞转化为任何类型的肿瘤,例如乳腺癌,前列腺癌或结肠癌。
研究小组发现
从表型正常的细胞向癌性细胞的转化如何涉及两个关键要素的增强:抗氧化剂防御和核苷酸合成。他们发现,与癌症相关的基因使一些细胞超负荷运转,以抵抗氧化应激并合成核苷酸,而细胞则需要分别存活和快速生长。
“自1980年代初以来,已经鉴定出许多癌症基因。但是,它们经常影响多个细胞过程,因此很难真正总结出究竟是什么导致细胞癌变,”高级作者杨小璐博士说。宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院癌症生物学专业。“我们采取了独特的方法,研究了由特定代谢酶驱动的细胞变化,这才是关键。令人惊讶的是,我们发现,要使表型正常的细胞成为癌细胞,它所要做的就是具备承受氧化应激和产生核苷酸的额外能力。”
研究表明,关闭这些代谢途径,细胞不会癌变。
研究人员首先在小鼠和人类细胞中过表达了G6PD基因,该基因使6-葡萄糖磷酸脱氢酶成为酶。该酶在人体几乎所有细胞中都有活性,并参与碳水化合物的正常加工。他们表明,这种过度表达仅会使人类细胞癌变并导致小鼠肿瘤。
接下来,他们分析了过度表达所涉及的机制,以查明对转化至关重要的途径。他们发现,G6PD刺激了新的NADPH的产生,NADPH是维持氧化还原平衡(防止细胞受损和死亡)的关键辅酶,并刺激了更多的核苷酸前体以使其繁殖。在引发氧化应激的条件下,癌细胞由于其无情的增殖而经常遇到,通常在错误的位置,正常细胞会弯曲,但装有这些添加剂的癌细胞会继续前进。
这些发现还为临床试验和其他研究提供了进一步的证据,表明抗氧化剂实际上支持而不是减少肿瘤的生长。为了形成肿瘤,它需要强大的抗氧化剂防御能力。为它提供更多的抗氧化剂为其提供了理想的环境。这些发现也为以下观察提供了解释:干扰核苷酸生物合成的化合物是最成功的癌症化疗药物之一。