魯汶大學、佛蘭德斯生物技術研究所和布魯塞爾自由大學的九年聯合項目最近取得了一個關鍵性突破,澄清了與癌細胞迅速分解糖、迅速生長有關的Warburg effect。文章發表在學術期刊《Nature Communications》,對癌症患者的飲食規划具有深遠影響。
該項目始於2008年,由佛蘭德斯生物技術研究所-魯汶大學的Johan Thevelein和佛蘭德斯生物技術研究所-布魯塞爾自由大學的Wim Versées,以及魯汶大學的Veerle Janssens領導。主要焦點在於Warburg effect,即腫瘤組織轉化糖為乳酸的數量明顯高於健康組織,是癌細胞最突出的特徵之一,這種現象已被廣泛研究,在腦腫瘤檢測方面甚至也涉及這項指標。
但目前為止,該效應僅僅是癌症的症狀之一還是癌症的起因,還不得而知。
被糖喚醒的癌細胞
早期癌細胞代謝研究在於描述異常代謝特點,本研究的獨特之處在於闡明了癌細胞代謝偏差與致癌潛能之間的聯繫。
Johan Thevelein教授說:「我們的研究揭示癌細胞極度活躍的糖消費導致了癌症增殖發展的持續刺激惡循環。理清了Warburg effect強度和腫瘤侵襲性之間的關係。」
模式生物——酵母
酵母研究是本文的關鍵所在。酵母細胞含有與腫瘤細胞 一樣的Ras蛋白,這種蛋白的突變形式可引起癌症。研究人員研究了Ras活性和高活性糖代謝的關係。
「通過中間物果糖1,6-雙磷酸鹽,酵母的糖解與Ras蛋白質激活發生關聯,」Johan Thevelein教授解釋。「該途徑可以刺激酵母和癌細胞的增殖。令人驚訝的是,研究表明從酵母到人類,這是一種高度進化保守的機制。」
「哺乳動物細胞容易受額外的調節機制影響,從而掩蓋糖代謝過程的潛在機制。通過從酵母細胞著手尋找線索,再在哺乳動物細胞中證實,最終我們發現了糖代謝的關鍵角色,但是,有關Warburg effect的根本原因仍需進一步研究。」
理清糖和癌症之間的正確因果聯繫是癌細胞代謝領域的一項基礎性突破,在精確度和相關度方面對未來該領域研究具有指導意義。
原文標題
Fructose-1,6-bisphosphate couples glycolytic flux to activation of Ras