生物学家设计分子肺癌细胞“饿死”

位于达拉斯的得克萨斯大学科学家已经证明,多数肺癌细胞的增长直接相关的一个重要oxygen-metabolizing分子。

在临床前研究中,最近发表在癌症研究,生物学家李Zhang博士和她的团队表明,小鼠肺肿瘤的扩张放缓时获得血红素——血红素分子的限制。研究还显示,那些癌症增长速度比平时更多的血红素可用时。

着眼于利用癌症的血红素依赖性,张的两个研究生的广泛生物科学工程和新分子特征,旨在饿死癌细胞的分子,让它们繁殖得很快。

调查结果显示一个潜在的新路线在治疗非小细胞肺癌(NSCLC),由六每七例肺癌,在美国癌症相关死亡的主要原因

“我为我的整个职业生涯一直在研究血红素,”张先生说,他在2007年加入了UT达拉斯教员。“2013年我开始从事肺癌。在那个时候,我们的结果令人信服地表明,血红素的相关性这一疾病。”

张,塞西尔·h·艾达绿色杰出的椅子在系统生物学科学和生物科学学院的教授自然科学和数学,编辑一本教科书对血红素生物在2011年。她以前的工作证实肺癌细胞消耗氧气的速度比正常的肺细胞,表明血红素的关键作用。

“这很奇妙肿瘤细胞如何利用他们的环境,”张说。“肺部富含氧气。但是你需要血红素使用它。”

团队强调,其潜在的治疗方法是为了配合化疗或其他形式的癌症治疗,而不是自己。

“这个方法不会杀死肿瘤;它会推迟他们的增长,”张说。“这不会是一个独立的治疗,但它可以取代有效形式的依赖的抑制血管生成的治疗——新血管的生成。”

张的新结果强调肿瘤创造能源使用葡萄糖以外的分子——一种糖已知自1920年代给肿瘤。正在取得更多的血红素,更多的氧气消耗使更多的三磷酸腺苷(ATP)——在活细胞分子能量运送燃料的许多活动。带走的血红素和癌症细胞生长减慢。

“年前,人们认为肿瘤细胞没有使用氧气,只有葡萄糖,使能量,”张说。“现在我们知道大多数癌症细胞利用氧气,和这种类型的肺癌细胞就是一个例子。它氧化葡萄糖生成能量更有效,制造业大约30每个葡萄糖分子ATP分子。”

Sagar Sohoni Poorva Ghosh、co-first作者研究的博士生在张的实验室,合作研究的一系列设计分子否认血红素癌细胞。

张业遂说,这些heme-sequestering肽或休克,能够“劫持”血红素细胞之间的空间,肿瘤能够访问它,而在健康细胞血红素。

“血红素隔绝不影响正常细胞,”张说。“他们自己合成所需的小血红素。同时,我们的肽不会进入细胞所以不应该引起许多副作用。”

演示的进展heme-starved癌细胞举了一个非常有说服力的例子。锤点回家,章子怡的团队修改NSCLC细胞允许他们获得血红素更快。这些细胞表现如预期——积极和侵入性,快速消耗氧气,制造更多的ATP。

“癌症细胞的能源需求非常高与周围正常细胞相比,”张说。“当血红素越多,非小细胞肺癌细胞生长和繁殖以惊人的速度。”

下一步是继续精炼的设计热休克创建一个版本用于人类,“进一步优化其功效,同时继续证明其毒性很低,”张说。

”这个想法已经被证明是比我更美丽的梦想,”她说。“这是真的。”

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参考:Sagar Sohoni,et al。升高血红素合成和吸收巩固强化氧化代谢在非小细胞肺癌细胞和肿瘤发生的功能。癌症研究(2019)DOI: 10.1158 / 0008 - 5472. - 18 - 2156