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研究揭示腫瘤生長的核心——癌細胞的進食機制
[ 來源:病理柳葉刀   發布日期:2019-09-11 16:29:48  責任編輯:  瀏覽次 ]

辛辛那提大學、日本慶應義塾大學和廣島大學的研究人員領導的一個國際研究小組發現了癌細胞的能量產生機制,這種機制推動核仁的生長,并導致腫瘤迅速繁殖。這項研究結果于近日發表在《Nature Cell Biology》雜志上,它可能會導致新的癌癥治療方法的發展--通過切斷核仁的能量供應來阻止腫瘤的生長。


"核仁是癌癥風暴的'眼睛',它會破壞患者的身體。能夠控制眼睛將是癌癥治療中一個真正的游戲規則改變者。


位于細胞核中心附近的核仁產生核糖體。Sasaki說,100多年前就已經發現癌細胞核仁增大,此后的研究表明,核仁增大會導致核糖體顯著增加,從而推動蛋白質合成大量產生癌細胞。但是,核仁究竟是如何在癌細胞中產生大量核糖體的,在很大程度上仍然是個謎。


Sasaki教授說:"核仁增大是癌癥的一種跡象,它的大小長期以來一直被用作衡量癌癥晚期程度的標準。現在,我們的研究團隊知道,核仁會通過吞噬三磷酸鳥苷(GTP)而迅速膨脹。GTP是一種核苷酸,是制造RNA所必需的組成部分之一,而RNA在癌細胞中很常見。我們驚訝地發現,在所有可用于細胞生長的能量中,GTP峰值在核糖體增長中發揮著最關鍵的作用,而核糖體增長與癌細胞的核仁增大有關。我們馬上就知道這是一個重大的發現,需要廣泛的專業知識才能理解它的真正含義。"


Sasaki教授說,研究人員發現癌細胞中肌苷單磷酸脫氫酶(IMPDH)的水平升高,這加快了GTP的產生,進而促進了核仁的生長。他說,這是解開癌細胞核仁生長之謎的重要一步。


為了開展這項研究,這個多學科研究小組將重點放在惡性腦瘤和膠質母細胞瘤(最致命的腦癌類型)的能量產生途徑上,研究人員先在動物模型中進行研究,然后對人類樣本進行隊列研究。結果表明,膠質母細胞瘤中GTP作為一種能量物質顯著增加。專家們對腦腫瘤細胞進行了更深入的研究,發現癌細胞中IMPDH水平的顯著升高加速了GTP的產生。


IMPDH與核仁之間的密切關系被發現,促使Sasaki的團隊開發出一種新的代謝分析方法,使研究人員能夠獲得關鍵數據,證明由IMPDH活動產生的GTP用于核仁的核糖體合成;這導致發現膠質母細胞瘤細胞生長抑制與IMPDH抑制之間存在明顯的相關性,后者延長了動物模型的壽命。


"由于我們的跨學科合作和團隊的努力,我們能夠解開癌細胞劫持GTP代謝的機制,從而控制核仁。我們很高興能繼續對GTP的研究,以開發消滅病人'癌癥之眼'的療法。"Sasaki說。

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