cell子刊：如何利用癌细胞特异性代谢攻击癌症

cell子刊：如何利用癌细胞特异性代谢攻击癌症

癌细胞有它们自己独特的增殖方式，涉及一种精明的在几乎所有癌症类型中但不在正常的细胞中观察到的代谢重编程。如今，在一项新的研究中，来自美国罗彻斯特大学医学中心的研究人员查明了这种现象背后的一种关键机制，从而有可能导致人们开发出新的治疗机会。相关研究结果发表在2016年10月11日那期cell reports期刊上，论文标题为“addiction to coupling of the warburg effect with glutamine catabolism in cancer cells”。

研究人员首次证实导致癌症的突变如何控制和改变癌细胞进行生物合成和复制的方式。这一发现是罗彻斯特大学医学中心生物化学与生物物理学系副教授joshua munger博士实验室和生物医学遗传学系主任hucky land博士实验室密切合作的结果。 munger说，“体内的每个组织或细胞类型具有不同的代谢需求，但是当细胞发生癌变时，它们的代谢以非常不同于正常细胞的方式发生改变。能够鉴定出这些差异是开发治疗靶标的关键。” 几十年来，人们已知癌细胞以一种令人吃惊的速率从血液中摄取葡萄糖。不过，land解释道，癌症的葡萄糖成瘾仅是故事的一部分。 尽管葡萄糖是主要的能量来源并且是正常细胞进行生物合成的燃料，但是在癌细胞中，葡萄糖以不同的方式进行代谢。癌细胞从燃烧葡萄糖转换到发酵葡萄糖，并且land实验室和munger实验室发现这一过程是由导致癌症的突变驱动的。再者，他们发现在癌细胞中，葡萄糖发酵促进谷氨酰胺---另一种营养来源---消耗。谷氨酰胺可从血液中大量获得，而且癌细胞大量地获取它来支持细胞分裂。 land说，“我们的研究证实是癌细胞而不是正常细胞依赖于葡萄糖发酵与谷氨酰胺消耗之间存在的这种关联。这提示着我们可能进行介入治疗的一种新方式。”land实验室研究员bradley smith博士领导这些利用结肠癌细胞开展的实验室实验。临床前数据表明通过阻断结肠癌细胞代谢特异性的酶，肿瘤生长被延缓或阻止。 这是一个快速发展的研究领域。就美国全国而言，科学家们已开始设计早期临床试验来测试瞄准癌细胞的这种代谢变化的实验性靶向疗法。munger说，“将这一发现应用于其他的癌细胞是可行的吗？这是我们的下一个问题。我们正在测试这如何可能广泛地用于诊所中。”

在癌症手术成功后，为什么癌细胞会复发呢？该如何有效预防呢？

为什么癌症容易复发？首先，癌症的发生是因为患者的身体已经成为癌细胞生长的合适环境，也称为癌症体质。尽管肿瘤已经被切除，患者体内的癌细胞已经被清除，但患者的内部环境没有改变，因此新的癌细胞可能会出现并导致癌症复发。

癌细胞本身的特性是癌症复发的重要原因。与正常细胞不同，癌细胞可以无限增殖，其数量几乎没有限制。同时，癌细胞的细胞表面缺乏粘附分子，这意味着癌细胞不像正常细胞那样附着在基底膜上，这有利于癌细胞的转移和扩散。此外，癌细胞分泌的化学物质可以穿透血管壁等屏障。癌细胞的这些特征使它们有可能在身体的另一部分“重新开始”，导致癌症复发。

癌症患者免疫力低下。正常人每天都在代谢，在每天形成的新细胞中，总会有一些不受控制的突变成为癌细胞。在正常情况下，免疫系统可以监测并消除少量癌细胞。然而，一些癌症患者由于放疗和化疗导致免疫力减弱，无法破坏癌细胞，导致体内肿瘤重新形成。不健康的生活方式。现代人罹患癌症，大多与不良的生活习惯有关，癌症复发也是一部分因素。因此，专家建议，即使患者康复出院，也应远离致癌因素，纠正不良生活习惯，以避免癌症。

长期以来，癌症的主要治疗方法是手术、放疗和化疗。手术作为一种机械手段，局部治疗是彻底的，但癌细胞的转移决定了癌症的发生率，会有癌细胞脱落，并通过局部扩散、血管、淋巴管等途径向周围和远处扩散或转移，术后5年复发或转移率高达90%，“癌症一刀切”的神话已经被打破，手术无法治愈癌症。放射治疗对某些敏感区域有效。化疗是一种全身性治疗，对原发性和转移性病变均有治疗作用。然而，放疗和化疗都是创伤治疗，在杀死癌症的同时，会损害正常细胞和身体功能。许多患者无法承受巨大的毒副作用而放弃治疗，失去了治疗的机会，也会进一步降低身体的抵抗力，给患者带来沉重的心理负担。尽管癌症的手术方法不断改进，新的化疗药物不断推出，但彻底清除残留癌细胞的问题仍然无法解决，癌症的复发率和死亡率仍然相当高。

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