在哺乳動物中,甘露糖(Mannose)是一種對生命至關重要的單糖,它是通過糖酵解分支途徑從葡萄糖重新合成的。甘露糖作為一種天然糖類,在許多水果和蔬菜中含量豐富。最近的一些研究表明,甘露糖可以有效地促進免疫耐受,抑制炎癥性疾病,并通過抑制糖酵解有效地抑制腫瘤。然而,人們對甘露糖如何發揮其抗癌作用還不完全清除。
2023年7月18日,日本大阪國際癌癥研究所的研究人員在 eLife 期刊發表了題為:Metabolic clogging of mannose triggers dNTP loss and genomic instability in human cancer cells 的研究論文。該研究揭示了甘露糖的抗癌機制,并表明了甘露糖可能是一種有前景的癌癥復制治療手段。
甘露糖具有抗癌活性,可以抑制細胞增殖,提高化療效果。然而,甘露糖具體是如何發揮其抗癌活性的,目前仍然知之甚少。
100多年前,人們就已經知道甘露糖對蜜蜂是致命的,因為蜜蜂不能像人類一樣處理甘露糖,從而導致致命的蜜蜂綜合征。那么蜜蜂綜合征與甘露糖的抗癌特性之間是否存在聯系呢?
研究人員使用從纖維肉瘤中提取的基因工程人類癌細胞,重建了蜜蜂綜合征。他們發現,如果沒有代謝甘露糖所需的酶,細胞復制就會緩慢,而且更容易受到化療的影響。
在這項最新研究中,研究團隊從纖維肉瘤中提取了人類癌細胞,并敲除了其甘露糖磷酸異構酶(MPI)基因,這種基因工程化人類癌細胞難以代謝甘露糖,從而構建了蜜蜂綜合征細胞模型。超過這些基因工程癌細胞代謝能力的大量甘露糖流入會誘導代謝重塑,導致產生具有有限的脫氧核糖核苷三磷酸(dNTPs)的慢循環細胞。重要的是,對新生dNTP生物合成的藥理學抑制,足以延緩癌細胞周期進程,使癌細胞對化療藥物順鉑敏感,并抑制休眠復制起始點激活,這表明dNTP丟失誘導的基因組不穩定性是甘露糖抗癌活性的核心機制。
如果我們能找到代謝甘露糖的酶活性較低的癌癥類型,那么甘露糖就能起到足夠的推動作用,讓化療更有效。癌細胞內糖代謝的糖生物學是一個未被充分開發的前沿領域,可能是一個潛在治療寶庫,等待我們去發現。
研究團隊表示,到目前為止,甘露糖最有希望的治療用途是治療先天性糖基化紊亂,這種疾病會導致全身范圍的嚴重癥狀。而甘露糖還可能會給癌細胞帶來額外打擊,由于甘露糖天然存在于全身,它可以改善癌癥治療,而不會產生任何不良副作用。
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