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生物学家识别脑癌细胞的脆弱性

<p>前两个小组显示癌细胞产生的肿瘤细胞外环(蓝色)有足够的氧气存活,但没有那么多氧气到达内部细胞右上方,肿瘤细胞缺乏SHMT2基因,无法生存中心区域,如标记在细胞死亡过程中产生的蛋白质的粉红色染色所示在左上方,细胞表达高水平的SHMT2,允许其中一些存活,由蓝色细胞簇表示</p><p>底部两个图是放大倍数</p><p>中心肿瘤区麻省理工学院和怀特黑德研究所的研究人员发现了脑癌细胞的脆弱性,可以为治疗胶质母细胞瘤提供新的靶点</p><p>由怀特黑德研究所和麻省理工学院科赫综合癌症研究所的研究人员领导的这项研究发现,胶质母细胞瘤肿瘤细胞的一个子集依赖于特定的酶来分解氨基酸甘氨酸没有这种酶,有毒的代谢副产物会积聚起来研究的主要作者,怀特黑德研究所的博士后Dohoon Kim说,阻止这种酶在胶质母细胞瘤细胞中阻断这种酶可以提供一种新的方法来对抗这种肿瘤</p><p>该研究的主要作者出现在4月8日的网络版中</p><p>自然大卫萨巴蒂尼,麻省理工学院生物学教授,怀特黑德研究所成员,该论文的高级作者马修范德海登,艾森和张生涯发展生物学副教授,科赫研究所成员,也为该研究做出了贡献,与他的实验室成员一起,GLDC吸引了研究人员的注意力,因为他们研究了被称为“先天性新陈代谢错误”的疾病,这种疾病在细胞缺失某些代谢酶时发生,其中许多疾病特别影响大脑发育;其中最常见的是苯丙酮尿症,其标志是无法分解氨基酸苯丙氨酸这类患者必须避免食用苯丙氨酸以预防智力残疾和癫痫发作等问题GLDC的丢失会产生一种称为非酮症高甘氨酸血症的疾病,导致甘氨酸积聚在大脑中可导致严重的精神发育迟滞GLDC在某些细胞胶质母细胞瘤中也常常过度活跃,胶质母细胞瘤是人类中发现的最常见和最具攻击性的脑肿瘤研究人员发现GLDC可以分解氨基酸甘氨酸,过度表达仅在具有高水平的称为SHMT2的基因的胶质母细胞瘤细胞中,其将氨基酸丝氨酸转化为甘氨酸这些细胞如此依赖于GLDC,当它们失去它们时,它们会死亡</p><p>进一步研究表明SHMT2在癌细胞中表达最高生活在所谓的缺血区域 - 氧气和养分非常低的区域这些区域很常见在肿瘤中心发现了血管无法进入的情况事实证明,在这种低氧环境中,SHMT2使细胞具有生存优势,因为它可以间接地影响称为PKM2的酶的活性,PKM2是细胞的一部分</p><p>用于分解葡萄糖的机制PKM2的调节可以影响细胞是否能够产生构建新癌细胞的材料,但同样的调节也影响氧的消耗 - 缺血区域中的稀缺资源“具有高SHMT2活性的细胞具有低PKM2活性因此,氧气消耗率低,这使得它们更适合在缺血性肿瘤微环境中存活,“Kim说,然而,这种高活性的SHMT2也会产生甘氨酸过量,细胞必须使用不含GLDC的GLDC,甘氨酸分解</p><p>进入一个不同的代谢途径,产生积累和杀死细胞的有毒产品“当前研究的一个有趣的方面是他们unco为什么甘氨酸积累是有毒的,“西北大学医学和细胞生物学教授Navdeep Chandel说,他不是研究小组的成员”GLDC损失累积甘氨酸,引起非酮症高血糖症,这种疾病严重影响发育中的大脑Sabatini和同事们阐明,GLDC的缺失会增加甘氨酸水平,从而导致甘氨酸漏斗进入产生毒性分子的代谢途径,如氨基丙酮和甲基乙二醛据研究人员称,这一研究结果还提出了这些GLDC依赖性细胞可能被阻断GLDC活性的药物杀死的可能性,研究人员正在寻找能够做到这一点的潜在药物化合物</p><p>该研究由美国脑瘤协会资助</p><p>美国国立卫生研究院和科赫研究所出版物:Dohoon Kim等,“SHMT2在缺血时驱动神经胶质瘤细胞存活但对甘氨酸清除有依赖性”,Nature(2015); doi:101038 / nature14363消息来源:麻省理工学院安妮特拉夫顿新闻图片:

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