9月15日報導 文/sharon
沃伯格效應描述了一種現象，即癌細胞貪婪地消耗葡萄糖，這是科學家們早就知道的，但卻沒有成功利用這一方法來阻礙腫瘤的生長。
現在美國杜克癌症研究所的研究人員，不僅解開了癌症細胞用於碳水化合物代謝的不尋常的配線系統，而且還發現了一種天然化合物，在實驗室研究中有選擇性地關閉該系統（癌症細胞用於碳水化合物代謝的不尋常的配線系統）。
Jason Locasale（杜克大學藥理學與癌症生物學系助理教授）說：「沃伯格效應已經有幾十年了，但其根本原理仍不清楚。我們從這個效應的想法開始，如果你能理解它是如何運作的，那麼你就能更好地控制它，我想我們也將會對此有新的認識。」
沃伯格效應
沃伯格效應(Warburg effect) 是由德國生物化學家奧託・沃伯格(Otto Warburg,1883～1970）於1930年發現的。他發現腫瘤細胞產生能量的方式極為特別: 健康細胞依靠線粒體氧化糖類分子釋放出有用的能量, 而大多數腫瘤細胞則通過產能率相對較低糖酵解作用為自身供能。這種作用機制不需要氧氣也不需要線粒體參與。惡性，生長迅速的腫瘤細胞通常的糖酵解率比他們的正常組織高達200倍。這種情況，即使在氧氣充足的條件下也會發生。
Locasale和他的同事，包括該研究的主要作者Maria Liberti，研究了癌細胞，想知道他們的新陳代謝是如何與正常細胞發生如此劇烈變化的，正常細胞使用氧氣來分解糖。相反，癌細胞會通過發酵分解糖，而這種發酵效率較低，因此需要更多的糖。
研究人員發現，在經歷沃伯格效應的癌細胞中，碳水化合物的代謝受到不同程度的控制，他們在一種名為甘油醛-3-磷酸脫氫酶（GAPDH）的酶（糖分分解需要酶）上進行研究，這一酶控制著葡萄糖在癌細胞中被加工的速率。
GAPDH酶
GAPDH或G3PDH是甘油醛-3-磷酸脫氫酶（ glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase ）的英文縮寫。GAPDH是糖酵解反應中的一個酶，廣泛分布於各種組織中的細胞。
GAPDH（甘油醛-3-磷酸脫氫酶）是參與糖酵解的一種關鍵酶，由4個30-40kDa的亞基組成，分子量146kDa，檢測條帶大約在36kDa。GAPDH基因幾乎在所有組織中都高水平表達，廣泛用作蛋白質印跡蛋白質標準化的內參。因為GAPDH 作為管家基因在同種細胞或者組織中的蛋白質表達量一般是恆定的，因此在使用GAPDH內參抗體時，將每個樣品測得的目的蛋白含量與本樣品的GAPDH含量相除，得到每個樣品目的蛋白的相對含量，然後才進行樣品與樣品之間的比較。
儘管在許多癌症中，沃伯格效應的作用是很強的，但在有些癌症中也是沒有效的。通過考察GAPDH酶，杜克團隊能夠開發一種預測模型，來測量癌細胞在沃伯格效應的影響下有多廣泛。當效果最強時，腫瘤可能很容易受到針對該過程治療的影響。
Liberti說：「我們已經在遺傳學上看到，癌症可以根據某些突變是否存在而成為靶點，也可能是根據它們的新陳代謝有選擇性地靶向腫瘤，也可能產生類似的影響。」
在他們的發現這個現象之後，研究人員仔細研究了這些文獻，看看是否有任何已知的化合物可以阻止GAPDH酶。
一種叫做koningic acid（KA)的分子似乎有潛力阻止GAPDH酶。這種分子是由一種吃糖的真菌所產生的，這種真菌在甜土豆等糖豐富的環境中生存。這種真菌能產生KA，KA可抵禦可能試圖竊取其糖源的細菌。研究人員懷疑KA可能是一種自然分子，可以參與加速葡萄糖代謝的生物或系統，研究人員在癌細胞和小鼠模型中對這種分子進行了測試。
他們發現：KA確實能有選擇性地抑制GAPDH酶，可以抑制在經歷了沃伯格效應的腫瘤中靜脈葡萄糖的消耗，並單獨留下正常的細胞。
Locasale說，他們的研究結果值得進一步研究，特別是要確定KA的影響，是否可以在其他動物和細胞研究中有同樣的效果，以及其他類似藥物的分子是否可以沿著同樣的能量途徑工作。
Locasale說：「這些發現不僅表明了KA的功效與沃伯格效應有關，而且還提供了一個治療癌症的窗口，這可能會提供另一種方法來攻擊癌症基因構成之外的腫瘤。」
小編說兩句：
癌細胞會加快分解糖的速率，而GAPDH酶可以加快糖分的分解。新發現的天然分子koningic acid能有選擇性地抑制GAPDH酶，從而可以抑制葡萄糖的消耗，也就是說這種天然分子可能可以抑制癌細胞。如果進一步試驗，相信不久就會進入臨床試驗啦！（sharon）