Cell Metabol:兩項關鍵事件或能將正常細胞轉變為癌細胞

2020年11月16日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，一篇刊登在國際雜誌Cell Metabolism上的研究報告中，來自賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院等機構的科學家們通過研究表示，100多種癌症類型可能會在人類機體全身出現，但兩種通用的代謝通路或許與這些癌症的發生密切相關。長期以來科學家們一直認為，所有類型癌症都是由一組共同的基本過程所控制，然而他們並不清楚背後的分子機制。

擁有統一的機制或許能指導科學家們開發新型治療性策略從而來預防正常細胞轉化為任何一種類型的腫瘤，比如乳腺癌、前列腺癌或結腸癌等。文章中，研究者揭示了從表型正常的細胞轉化為癌變細胞或許涉及兩個關鍵元件的增強過程，即抗氧化的防禦性機制（antioxidant defense）和核苷酸的合成機制（nucleotide synthesis）；研究者表示，與癌症相關的基因或許會給某些細胞進行超級充電過程，從而幫其對抗氧化性壓力併合成核苷酸，而細胞需要核苷酸來生存並快速生長。

圖片來源：Pixabay/CC0 Public Domain

研究者Xiaolu Yang說道，早在20世紀80年代科學家們就發現了很多癌症相關基因，然而，這些基因通常會影響多個細胞進程，這就使得科學家們很難總結到底哪些基因讓細胞發生了癌變；這項研究中，研究人員採取了一種獨特的方法，並觀察了特殊代謝酶類所驅動的細胞改變，而這些代謝酶類正是關鍵所在。讓研究人員不可思議的是，他們發現，一個表型正常的細胞想要轉變成為癌細胞，其所需要的就是配備額外的能力來承受所遭遇的氧化性壓力並產生核苷酸。

研究者指出，關閉這些代謝通路後細胞或許並不會發生癌變；文章中，研究人員首先過表達了G6PD基因，該基因能在小鼠和人類細胞中製造酶類葡萄糖-6-磷酸脫氫酶，同時該酶類在機體幾乎所有的細胞中都處於活性狀態，其主要參與到了碳水化合物的正常加工過程，僅過表達該酶類或許就能讓人類細胞癌變並在小鼠機體中誘發腫瘤產生。隨後研究人員分析了參與過表達的分子機制，以確定到底哪些通路對細胞的轉化至關重要，他們發現，G6PD能刺激新型NADPH的產生，而NADPH是能夠維持細胞氧化還原平衡（其能保證細胞免受損傷或死亡）的關鍵輔酶，同時G6PD還能促進產生更多核苷酸來維持細胞的增殖，在引發氧化性壓力的狀況下（癌細胞會因不斷增殖擴散而遭遇這種環境），正常細胞會變得屈服，而癌細胞會在這種情況下繼續增殖擴散。

本文研究也為臨床試驗和其它研究提供了進一步證據表明，抗氧化劑實際上會支持腫瘤的生長（而不是抑制腫瘤的生長），腫瘤的形成需要強大的抗氧化防禦機制，而給予其更多的抗氧化劑或許就能提供一種理想的環境，這一研究發現或許能幫助研究人員解釋幹預核苷酸生物合成的化合物或許能作為成功治療癌症的化療藥物之一。更重要的是，本文研究還提出了一種分子框架來更好地理解細胞癌變的過程，同時還提供了治療癌症的新型療法的新路線圖。

最後研究者Yang說道，目前我們發現細胞的致癌性轉化（oncogenic transformation）或許來自於兩個基本步驟，而本文研究結果表明，將影響這兩個事件/基本步驟的療法相結合（其中有些療法已經應用到臨床中）或能更加有效地抑制正常細胞發生癌變。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Yang Zhang，Yi Xu，Wenyun Lu, et al. Upregulation of Antioxidant Capacity and Nucleotide Precursor Availability Suffices for Oncogenic Transformation, Cell Metabolism (2020). DOI:10.1016/j.cmet.2020.10.002