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科學家們在低氧的腫瘤細胞中發現了代謝特性,這一發現可能指向針對腫瘤內最難治療的部位的新藥。
腫瘤的目標很簡單:通過製造更多的癌細胞來生長、生長、生長。但這通常意味著生長得太快,氧氣供應變得稀缺,這時腫瘤內的細胞開始窒息。在沒有氧氣的情況下,這些不斷分裂的細胞很難製造出足夠的天冬氨酸,而天冬氨酸是許多細胞過程中的關鍵成分。這是洛克菲勒大學代謝調節和遺傳學研究小組提出的設想。這表明,缺乏氧氣的腫瘤有一個致命的弱點,由於它們已經削弱了天冬氨酸的產量,因此醫生們可以用藥物來瞄準這個弱點。研究人員本周在《自然細胞生物學》上發表了他們的研究成果。
科學家們已經知道,當某些腫瘤的供血量超過血液供給時,它們在低氧條件下生長緩慢。但人們並不清楚這是為什麼,氧氣分子參與細胞的大量化學反應,任何一種化學反應都可能限制細胞的生長,研究人員在實驗室中模仿癌症細胞缺氧的條件,其中包括來自血癌,胃癌、乳腺癌、結腸癌和肺癌患者樣本,許多細胞在低氧條件下表現出發育不良,在比較這些細胞產生的化學物質或代謝物時,研究人員注意到最敏感的細胞在缺氧狀態下失去了天冬氨酸。細胞在沒有氧氣的情況下不能合成天冬氨酸,但是似乎抵抗細胞能夠從它們的環境中獲得它。
在敏感細胞中,缺乏天冬氨酸不僅會影響新蛋白的產生,還會影響其他依賴天冬氨酸的過程,如遺傳物質的合成。
研究人員驚訝地發現這麼多的缺氧問題都歸結於這個胺基酸,他曾預計更多的代謝物將依賴於氧氣供應。研究人員發現,許多抵抗缺氧的癌症都有其特殊之處:他們打開一種名為SLC1A3的基因,從周圍環境中吸收天冬氨酸。研究人員在實驗室培育的對低氧敏感的癌症中打開這個基因時,它們生長得更快。當他將腫瘤移植到小鼠體內時,情況也是如此,這進一步支持了阿斯巴酯在缺氧時是腫瘤生長的一個限制因素。
這一發現可能會為開發治療這種特殊的致命弱點的藥物提供機會,可能有幾種方法可以阻止癌細胞獲得天冬氨酸,方法是阻止它們製造胺基酸或者從周圍環境中吸收。如果這一思路是對的,一種抗天冬氨酸的治療可能會為典型的化療和放療提供一種補充,而且對任何類型的腫瘤都有效。研究人員還設想了一種一箭雙鵰的方法:一種是治療腫瘤中氧氣充足的部分,另一種是阿斯巴甜阻滯劑。
不過,研究人員也指出這種藥物組合的問世還有很長的路要走,首先,研究小組計劃在實驗室中研究可能干擾阿斯巴酯生產的藥物,希望能夠早日幫助更多的癌症患者擺脫痛苦,提高生活質量。(來源:sciencedaily)
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