"一開始我們的想法是癌細胞會通過與腫瘤微環境中的其它細胞交流而對自己的代謝機制進行調整"。來自萊斯大學生物分子與化學系的助理教授Nagrath說道。Nagrath教授等人最近在《elife》發表文章,揭示了細胞間傳遞的信號對癌細胞能量調節的影響。"這是我們從沒想到的結果"。
該結果是Nagrath教授等人4年的研究成果,他的學生們以及來自其他研究所的合作者們致力于研究外泌小體(exosome)對癌癥代謝的影響。外泌小體是蛋白質,microRNA以及核酸的復合體,細胞將其分泌出胞外,從而能夠與鄰近的細胞相互作用。
Nagrath團隊的重點在于研究不同類型的癌細胞代謝譜的差異。
1924年德國化學家Otto Warburg發現癌細胞相對于正常細胞能夠通過"糖酵解"過程產生更多的能量,Warburg也因此獲得了諾貝爾獎。"Warburg效應"使得科學家們在幾十年間一致認為所有癌細胞都依賴糖酵解過程。而Nagrath實驗室以及其他實驗室研究者們研究發現其中蘊含著更為復雜的機制:不同的癌細胞代謝譜都不盡相同。Nagrath的工作能夠更好地解釋這些差異對于癌細胞在惡化以及產生藥物抗性中發揮的作用。
2014年5月,Nagrath等人發現高度惡化的卵巢癌細胞依賴于谷氨酰胺,如果在外源培養基中去除了谷氨酰胺,能夠有效地殺死晚期的卵巢癌細胞。同年12月份的一項研究發現腫瘤細胞會對成體干細胞施壓,讓其提供關鍵的營養物質,從而促進癌細胞的生長。
而關于外泌小體對癌癥影響的研究于4年前剛開始,最近也有一些新的發現。
"越來越多的證據表明外泌小體能夠介導癌細胞與周圍細胞的交流",該文章第一作者Hongyun Zhao說道:"一些研究認為外泌小體能夠調節癌細胞的代謝,但大部分研究都集中在癌細胞分泌的外泌小體上。我們關注的則是周圍基質細胞分泌的那一部分。我們希望了解基質細胞外泌小體能否影響癌細胞的能量汲取"。
Zhao的第一個實驗室將基質細胞進行分離培養,提取外泌小體并將其與癌細胞共同孵育。之后,他們觀察了癌細胞的代謝變化。結果顯示:癌細胞能夠直接吸收基質細胞外泌小體中的氨基酸。
"我們的結果表明,基質細胞的外泌小體中的營養物質能夠為癌細胞提供能量"。
Nagrath稱,他們后續的試驗表明了可以根據這一現象設計特異性的療法。比如,在一些試驗中,作者將癌細胞培養物與能夠抑制外泌小體分泌的藥物共同孵育,結果顯示,這一處理能夠明顯抑制癌細胞的代謝水平。"該現象能夠為癌細胞臨床治療提供新的方向"。
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