揭開謎底:乳腺癌為什麼依賴甲硫氨酸代謝

2021-01-17 生物通

《Science Signaling》發表了文章闡明許多癌細胞都對甲硫氨酸(methionine,Met)剝奪相對敏感原因。

早在上世紀80年代,科學家就發現許多癌細胞都對甲硫氨酸(methionine,Met)剝奪相對敏感。原因呢?不清楚。


直到今天,《Science Signaling》發表了來自路德維希癌症研究所(Ludwig Cancer Research)的一篇文章,才真正闡明其中機理。


「大多數正常細胞在剝奪Met供給後依然可以存活,但某些癌細胞對這種胺基酸缺乏卻非常敏感,」哈佛醫學院Ludwig中心研究員Alex Toker說。「本文,我們展示了PIK3CA基因突變驅動的癌症,由於該編碼蛋白表達異常活躍,從而導致了細胞對Met的依賴。」


他們在文章中寫到,致癌基因PIK3CA的異常活躍抑制了xCT蛋白質的活性,由於xCT蛋白關係到胺基酸生產的原料供應,所以最終導致細胞Met生產受限。


Toker等人從13種乳腺癌細胞系中篩選出對Met剝奪不耐受的品系,這些細胞大部分都攜帶PIK3CA基因突變。以此為根據,科學家們推測致癌基因PIK3CA可能也參與Met代謝過程。根據文獻報導,通常Met依賴型癌細胞的xCT活性也低。


xCT掌管胱氨酸(cystine)輸入,胱氨酸是必須胺基酸半胱氨酸(cysteine)的前體。半胱氨酸和Met的共同之處在於,兩者還可由同型半胱氨酸(homocysteine)代謝產生。「在細胞中,同型半胱氨酸有兩個主要去向,或者被化學修飾為甲硫氨酸,或者被用於半胱氨酸合成,」文章一作Evan Lien說。


科學家們推測,致癌基因PIK3CA突變阻斷了胱氨酸輸入,導致同型半胱氨酸更傾向去合成半胱氨酸,用於產生Met的數量減少,致使細胞非常依賴外源Met供應


當團隊使用一種現成藥物柳氮磺胺吡啶(sulfasalazine)抑制xCT後(模仿PIK3CA基因突變),那些原本對Met剝奪耐受的細胞系也變得不耐受了。


這項發現展開了一個全新的治療角度,使用柳氮磺胺吡啶等藥物先誘發癌細胞的Met依賴,然後再利用胺基酸剝奪策略消滅腫瘤,正常細胞不會因此受到影響。


目前,Toker博士正和他的團隊評估這種治療方法的可行性。


原文標題


Oncogenic PI3K promotes methionine dependency in breast cancer cells through the cystine-glutamate antiporter xCT




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