针对癌症细胞的糖不灵活性

像任何细胞在体内,癌细胞需要糖-即葡萄糖燃料细胞增殖和生长。尤其是癌症细胞代谢葡萄糖以更高的速度比正常细胞。然而南加州大学维特比工程人员的《默克家庭化学工程和材料科学已经解开了一个弱点在一个常见的一种癌症细胞:糖缺乏灵活性。即,当癌症细胞暴露于不同类型的糖-半乳糖-细胞不能适应,而死。

发现,这可能有重要意义的新代谢治疗癌症,由郑至冬青,尼古拉斯·格雷厄姆的博士生在实验室,化学工程和材料科学的助理教授。细胞的研究最近发表在《科学。

本文描述了致癌基因,导致癌症的基因,也可以导致癌细胞变得呆板糖供应的变化。正常情况下,细胞生长代谢葡萄糖,但大多数正常细胞也可以增加使用半乳糖。然而,研究小组发现,细胞具有一个共同的致癌基因命名AKT无法处理半乳糖,因此他们死暴露在这种类型的糖。

郑说,半乳糖结构非常类似于葡萄糖有助于癌细胞生长,但它有一些差异。格雷厄姆说,让细胞半乳糖迫使他们做更多的氧化代谢,氧气用于糖转化成能量,而不是糖酵解代谢,能量是来自葡萄糖。正常细胞可以代谢葡萄糖和半乳糖,但癌细胞AKT激活信号通路,通常发现在乳腺癌细胞,不能。

“我们没有看到研究观察半乳糖在癌症的情况下,是否特定突变可以导致癌症导致细胞在管理好坏,糖酵解和氧化代谢之间切换,”哥兰说。

郑说,这一发现并不意味着半乳糖本身将是一个有效的治疗AKT-type癌细胞,但它揭示了这些细胞的根本缺陷,即氧化状态会导致细胞死亡。

“我们正在试图做的是使用一个系统的方法来理解这一点,所以我们可以使用某种类型的有针对性的药物或基因疗法,可以产生类似的效应并迫使细胞氧化状态,”郑说。

“半乳糖是一个模型系统,我们使用的细胞中发现这些漏洞将导致未来的药物开发,”哥兰说。“我们的实验室将重点尝试使用药物特别。”

团队的调查结果还显示,而氧化过程带来的半乳糖在AKT-type癌症细胞,导致细胞死亡的细胞有不同的基因突变,MYC、半乳糖没有杀死细胞。

“所以如果你有药物可以抑制糖酵解,你会把它给一个病人有一种蛋白激酶突变,”哥兰说。”,但你不会把它给一个病人,MYC基因突变,因为它不会工作在理论上MYC细胞。”

研究人员还发现在半乳糖在15天之后,一些癌症细胞开始重新出现。

“也许有一个小的子种群,耐半乳糖,”郑说。“另一种可能性是,一些癌细胞非常有弹性,他们调整和重组两周后暴露在半乳糖治疗。”

癌症治疗的系统生物学方法是不同传统的化疗和放疗等治疗,它目标肿瘤细胞的代谢过程。它的目标是确定药物没有很多传统化疗的副作用也杀死健康细胞,导致脱发等不良反应。然而一些复苏是常见的在很多目标代谢治疗癌症,这证明强大的初步结果在局部复发的细胞。格雷厄姆说,AKT肿瘤可以使用代谢治疗这样的目标,最初为了缩小肿瘤,但治疗需要伴随着另一个治疗在预防复发的药物鸡尾酒和防止癌细胞变异和适应。

郑和格雷厄姆说,最新研究将不可能没有工作的大学生乔纳森•苏斯曼(生物医学工程)和马修•琼(化学工程与材料科学),世卫组织协助细胞计数任务和蛋白质组学的研究蛋白质参与肿瘤细胞的新陈代谢。

格雷厄姆说,前进,团队面临的最大挑战是找出哪些类型的联合治疗适用于测试与AKT癌细胞基因,导致更有效的疗法。

参考:郑,et al。(2020)。AKT但不是MYC促进活性氧species-mediated氧化文化的细胞死亡。的细胞科学》杂志上。DOI: 10.1242 / jcs.239277

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