Cancer Cell:與惡魔共舞的活性氧自由基

2020-12-04 生物谷

 

2015年7月6日/生物谷BIOON/--低濃度的活性氧自由基（ROS）可以觸發癌細胞的產生，但是因為這些氧自由基的存在，癌細胞也變得更加脆弱。在最新一期的《Cancer cell》發表了一篇評論文章中，Harris和他的同事們，通過增加普通細胞內的氧自由基應激壓力，發現可以抑制癌細胞的產生和腫瘤的發展。因此，有策略地針對細胞內的抗氧化自由基系統，可以為癌症治療提供新的方向。

低濃度的活性氧自由基可以改變部分蛋白的結構。這些氧自由基可作為一種細胞內的信使分子，通過可回復地氧化蛋白質上面的巰基，可以改變蛋白質的結構，因此就可以改變蛋白質的功能。但是高濃度的氧自由基會對細胞造成傷害。具體地，這些活性氧自由基會進攻生物大分子，如蛋白質、脂類分子以及DNA。為了應對高濃度的氧自由基，細胞中存在著抗氧化系統，一方面可以降低氧自由基濃度，另一方面可以反向修復那些被氧自由基改變的生物大分子的結構。

已有研究證明，氧自由基和氧化還原反應對於癌細胞的產生有著重要影響，可以影響癌細胞的表型以及對於治療策略的響應。很多的實驗研究認為，氧自由基會損傷DNA，會造成普通細胞癌細胞化。同時，氧自由基信號可以激活HIF-1，進而上調糖酵解、血管再生以及其他細胞代謝的基因表達，進而有利於普通細胞向癌細胞轉化和腫瘤增大。然而，臨床數據卻顯示，在很多健康男性中，服用維生素E會導致前列腺癌的增加。這說明了，維生素E作為一種還原性的物質，能夠降低氧自由基的比例，從而讓前列腺癌的患病率增加，那麼，這些活性氧自由基很可能會抑制前列腺癌發生。

Harris和同事們進一步發現了氧自由對癌細胞的影響。通過遺傳學和藥理學的方法，試圖打亂細胞內的氧化還原系統。穀胱甘肽是一種抗氧化物，在老鼠中，這種物質的合成下降會形成一種慢性的氧化應激壓力，就是說活性氧自由基的比例高於正常狀態。有趣的是，老鼠在氧自由基高的情況下，反而有更少的腫瘤產生，而且腫瘤的發展也比對照組老鼠的腫瘤發展速度慢。

那在癌細胞中，活性氧自由基究竟是怎樣影響癌細胞的呢？首先是，在癌細胞的快速分裂過程中，會產生很多活性氧自由基，導致癌細胞更不容易對付其他的應激壓力。為了應對這個高氧自由基環境，癌細胞會上調那些抗氧化的系統，因此，細胞分裂所急需的那些生化反應就會受到影響。這個研究還發現，氧自由是通過影響蛋白質，而不是非特異性地損傷DNA和脂類來抑制癌細胞生長的。針對癌細胞的這個弱點，如果能夠試圖抑制癌細胞中的穀胱甘肽等抗氧化系統的關鍵節點，活性會為癌症的治療提供新的思路。（生物谷Bioon.com）

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doi:10.1016/j.ccell.2015.01.007

PMC:

PMID:

Reactive Oxygen Species in Cancer: A Dance with the Devil

Reactive oxygen species (ROS) can initiate cancer, but oxidant generation in tumors leaves them vulnerable to further stresses. In this issue of Cancer Cell, Harris and colleagues show that augmenting oxidant stress in normal cells limits tumor initiation and progression. Hence, strategic targeting of antioxidant systems may undermine survival of new tumor cells.

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