【新發現】基因工程改造阻礙糖代謝可減慢肺腫瘤的生長

2021-01-09 健康界

導言：肺癌是發病率和死亡率增長最快，對人群健康和生命威脅最大的惡性腫瘤之一。近50年來許多國家都報導肺癌的發病率和死亡率均明顯增高，男性肺癌發病率和死亡率均佔所有惡性腫瘤的第一位，女性發病率和死亡率佔第二位。近日，有研究人員發現阻斷一對葡萄糖轉運蛋白可能是治療肺癌的有效方法。

癌細胞的快速生長和擴散依賴於大量的葡萄糖來提供能量。這使得科學家們考慮切斷糖的供應，以此作為治療癌症的一種方法。近日，瑞士的研究人員發現抑制一對葡萄糖轉運蛋白可以阻礙肺癌細胞的糖代謝，以此減緩肺癌的發展。

這項研究由瑞士洛桑聯邦理工學院瑞士實驗癌症研究所的卡洛琳·康塔特（Caroline Contat）領導，並發表在《eLife》雜誌上。題目為「Combined deletion of Glut1 and Glut3 impairs lung adenocarcinoma growth」

葡萄糖轉運蛋白(GLUT)是一類調控細胞外葡萄糖進入細胞內的跨膜蛋白家族，參與糖代謝等過程，其在一定程度上決定了腫瘤細胞的生長和增殖的快慢。因此，這種蛋白質成為了癌細胞飢餓療法的一個吸引人的靶點。但是科學家們目前還不知道具體的方法，也不確定如果癌細胞被剝奪了糖分，它們是否會轉而利用其他物質來供能。

該研究的第一作者，瑞士洛桑聯邦理工學院瑞士實驗癌症研究所的學生和博士助理卡洛琳·康塔特（Caroline Contat）說：「抑制肺腫瘤利用糖分可能是一種有效的治療策略，但是尚不明確是否應該靶向葡萄糖轉運蛋白，以及靶向哪些葡萄糖轉運蛋白。」

為了找出答案，Contat和她的同事對肺癌小鼠進行了基因工程改造，其中一組小鼠缺少一種叫做GLUT 1的葡萄糖轉運蛋白，另一組缺少一種叫做GLUT 3的替代糖轉運蛋白。研究小組發現，在缺乏GLUT 1或GLUT 3的小鼠中，腫瘤的生長速度與同時含有兩種轉運蛋白的小鼠腫瘤生長速度一樣快。

然而，當他們再次對肺癌小鼠進行基因工程改造，使小鼠同時缺乏GLUT 1和GLUT 3時，他們發現這些小鼠腫瘤生長較少，小鼠存活時間更長。隨後，研究小組通過使用一種叫做正電子發射斷層掃描（PET）的成像技術和放射性標記的糖，證實了小鼠體內腫瘤使用的糖分減少，腫瘤細胞的生長也比較緩慢。

最後，他們在實驗室培養的四種不同的人肺癌細胞株中同時刪除了GLUT 1和GLUT 3，結果這些細胞生長速度放緩。Contat說：「這些實驗表明，GLUT 1和GLUT 3的聯合作用是促進肺癌細胞生長所必需的。」

利用納米成像研究，研究小組還發現，小鼠肺部腫瘤細胞中大多數糖衍生的生物量都聚集在一種名為板層體的細胞室中，而GLUT 1是這一燃料儲存所必需的元素。

瑞士實驗癌症研究所助理教授埃蒂安·梅蘭（Etienne Meylan）說：「我們需要對這些腫瘤燃料儲存室進行更多研究，但我們的研究結果表明了肺癌治療的一種新方法，其重點是使腫瘤細胞缺乏能量。特別是，同時阻斷GLUT 1和GLUT 3的治療將有助於阻止肺腫瘤生長。」

參考文獻：

【1】Caroline Contat et al. Combined deletion of Glut1 and Glut3 impairs lung adenocarcinoma growth, eLife (2020). DOI: 10.7554/eLife.53618

【2】https://medicalxpress.com/news/2020-06-blocking-sugar-metabolism-lung-tumour.html

【3】https://elifesciences.org/articles/53618

【4】https://www.baikemy.com/disease/kg/1103?so=jb

【5】https://baike.so.com/doc/1375922-1454427.html

【6】http://www.gzrehab.com.cn/news.php?newsid=1747


相關焦點

  • 轉錄因子對腫瘤糖代謝具有基因調控功能
    其中轉錄因子對糖代謝基因的調控是腫瘤能量代謝重編程的重要機制之一，近期來自中南大學湘雅醫學院腫瘤研究所，教育部癌變與侵襲原理重點實驗室的研究人員介紹了低氧誘導因子1, c-Myc, p53等轉錄因子與腫瘤糖代謝的相互調節作用，指出這種關聯為靶向代謝的抗癌藥物的研究提供了新思路。相關研究成果公布在《科學通報》上。
  • 糖代謝重編制在腫瘤領域的研究及臨床應用
    （2）應用代謝組學方法，研究癌驅動基因促進腫瘤發生發展的代謝機制，從而為伴有特定基因突變的腫瘤患者提供新的治療思路。美國Fred Hutchinson癌症研究中心通過代謝組學研究發現，大家熟悉的癌基因Myc通過活化脂類合成代謝來促進腫瘤的發生和發展。
  • 降低生長速率可「對衝」基因突變影響,或可阻止癌症
    降低生長速率可「對衝」基因突變影響，或可阻止癌症 王鬱嶄/科技日報 2019-07-30 10:16
  • 降低飲食中絲氨酸的含量可阻礙腫瘤生長
    降低飲食中絲氨酸的含量可阻礙腫瘤生長 作者：小柯機器人 發布時間：2020/8/13 21:56:39 美國加州大學聖地牙哥分校Christian M. Metallo研究團隊發現，絲氨酸缺乏通過改變鞘脂多樣性限制腫瘤生長。
  • 【Nature子刊】新進展!抑制TMBIM6基因可抑制原發性腫瘤的生長
    1978年就被發現了，它是指在血液、體液及組織中可檢測到的與腫瘤相關的物質，達到一定水平時，可反映某些腫瘤的存在。這些腫瘤標誌物還能分析病程、監測療效及復發、判斷預後，達到輔助臨床改善對患者進一步處理的目的。最近發表在《自然》雜誌上的一項研究表明，TMBIM6基因可以作為幾種癌症疾病預後的預測生物標誌物。 TMBIM6是內質網（ER）應激的抑制劑，最初命名為BAX抑制劑（BI）-12。
  • 腫瘤自然消失！科學家在袋獾中發現單一基因突變，激活後明顯減緩癌細胞生長
    罕見的、可傳播的腫瘤使標誌性的「塔斯馬尼亞惡魔」（Tasmanian devil，學名「袋獾」）曾一度瀕臨滅絕，但是華盛頓州立大學和西雅圖的弗雷德·哈欽森癌症研究中心（Fred Hutchinson Cancer Research Center）的科學家進行的一項長期新研究表明，人們對這種動物的生存繁衍充滿希望
  • 基因修復因子可控制三陰性乳腺癌的腫瘤生長,阻止其轉移
    基因修復因子可控制三陰性乳腺癌的腫瘤生長，阻止其轉移 2020-08-11 16:53 來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客
  • 長沙出名的肺腫瘤醫院,長沙肺腫瘤醫院
    長沙出名的肺腫瘤醫院,長沙肺腫瘤醫院 時間：2021-01-13 11:29:45 廣州復大腫瘤醫院 肺腫瘤是我國發病率很高的癌症，也是死亡率很高的癌症，現在的肺腫瘤患者也越來越多，那麼長沙出名的肺腫瘤醫院,是哪家呢？
  • Nature:細胞PTEN基因缺失會促進腫瘤生長
    專題：Nature報導以往曾認為在乳腺腫瘤中的兩類細胞——快速增長的惡性細胞和它們周圍的正常細胞——獨立存在，互不幹擾。最近的研究證據表明，表面正常的細胞能促進腫瘤內細胞惡變，但這兩類細胞間如何相互影響有待解答。一項由美國俄亥俄州立大學癌症研究人員主持的研究有助於解開這個謎團。
  • Cancer Cell|腫瘤耐藥研究又有新進展!「基因突變」或許不是必要條件
    有研究表明，腫瘤細胞產生抗藥性的機制之一，就是改變其表型特徵。對激素治療敏感的前列腺癌細胞，可轉變為不依賴激素生長的細胞類型，從而躲避藥物的殺傷！文中研究了腫瘤細胞一種特殊的狀態——高可塑性細胞狀態（high-plasticitycell state,HPCS）在腫瘤發生發展過程中的關鍵作用。本研究使用腫瘤前增生到腺癌七個階段的基因工程小鼠模型，研究肺腺癌（lungadenocarcinoma ,LUAD）單細胞轉錄組的改變，發現小鼠腫瘤和異種移植的患者中分離的腫瘤細胞都存在HPCS，同時具有高分化和增殖能力。
  • 新型抗腫瘤雙靶點基因工程多肽藥物有望在中國誕生
    近期出版的國際知名學術刊物《腫瘤研究》, 在世界上首次報導了由北京大學顧軍、中國科學院高錦課題組合作完成的成果——具有抗腫瘤作用的雙靶點基因工程多肽及其藥理活性特點。    腫瘤嚴重危害人類健康，其發病和無毒有效治療的需求呈急劇增長趨勢。
  • 肺磨玻璃結節自然生長史研究進展
    Bak 等[36]的數據表明：結節 CT 值的 97.5 百分位數、第 2.5 百分位數到 97.5 百分位數的斜率可預測 PGGN 的生長。3.4   GGN 結節依據不同窗寬的新分類Kakinuma 等[18]對 GGN 分類方式進行了創新，將結節縱隔窗的影像學特點引入分類，探索不同窗寬的影響特徵對 GGN 生長的影響。
  • J Biol Chem:季紅斌等揭示miRNA對腫瘤細胞糖代謝的功能及調控機制
    該論文揭示了miR-143通過靶向己糖激酶2（HK2）參與調控腫瘤細胞的糖代謝，並闡明了腫瘤細胞中miR-143-HK2表達失調的分子機制。腫瘤細胞即使在有充足氧氣的情況下，仍傾向於通過糖酵解途徑提供能量，這就是普遍存在於腫瘤細胞中的「沃伯格效應」，而系統性地尋找並鑑定參與調控這一效應的miRNA還未有報導。
  • Cancer Research:中南大學腫瘤研究所等發表p53新發現
    LKB1基因的胚系突變是Peutz-Jeghers症候群的主要致病因素，在散發腫瘤中也發現有LKB1基因突變，其中以肺腺癌和子宮頸粘液微偏癌突變率較高，分別達30％和55％左右。         之前的研究證明LKB1可以激活p53靶基因p21/WAF1，但是LKB1是否在這個基因啟動過程中直接起作用至今尚不清楚。
  • 乳腺癌發現新靶點,與25%死亡相關的三陰性患者添生機
    科學家發現新靶點，乳腺癌擴散、轉移有望得到遏制。冷泉港實驗室（GSHL）科學家們近期發現了一種 RNA 調控基因片段，可能與乳腺癌的擴散相關。研究人員在動物實驗中敲掉了這一靶向 RNA，減少了腫瘤的轉移性生長。相關研究結果發表在 Nature 子刊上。
  • Nat Commun:激活蛋白CD11b可抑制腫瘤生長
    癌性腫瘤誘導骨髓細胞將它們感知為身體中的受損部分；這些腫瘤實際上讓骨髓細胞起著有助於它們生長和轉移（擴散）的作用。在一項新的研究中，來自美國拉什大學醫學中心和加州大學聖地牙哥分校的研究人員發現了一種潛在的治療方法能夠破壞在實驗室小鼠中對骨髓細胞的招募和它們發揮的異常功能。
  • 4月17日世界腫瘤日 解讀近期CNS雜誌腫瘤領域重要研究成果!
    在一項新的研究中，來自美國賓夕法尼亞大學的研究人員發現膠質母細胞瘤類器官可能可以作為有效的模型來快速地測試個性化治療策略，相關研究結果發表在Cell期刊上。多形性膠質母細胞瘤（GBM）仍然是所有腦癌中最難研究和治療的，這主要是由於這種腫瘤的異質性。事實證明，外科手術、放療和化療等治療方法以及更新的個性化細胞療法可減緩腫瘤生長並使得患者在一段時間內保持無病狀態，但是，治癒仍然是很難的。
  • eLife:基因突變協同讓肺癌更惡性!
    2019年9月28日訊 /生物谷BIOON /——根據開放獲取的期刊《eLife》上的一篇新報告，科學家已經確切地展示了兩種不同基因的突變如何協調驅動惡性肺部腫瘤的發展。這項在新型基因工程小鼠身上進行的研究觀察了肺腫瘤的特徵--從小到肉眼看不到到大到可能致命的腫瘤。
  • Stem Cells:我國科學家揭示經過基因改造的人多能幹細胞可躲避免疫...
    他們報告了他們如何從基因角度對在hPSC細胞表面上發現的一組關鍵蛋白進行編輯，基本上使得它們對人體的免疫系統不可見。經過基因改造的人多能幹細胞，圖片來自AlphaMed Press。Zhang博士說，「我們所做的是利用引發同種異體排斥反應的主要靶點的非經典人類白細胞抗原（HLA）分子構建低免疫原性的hPSC。
  • 細胞產品的升級版，基因改造幹細胞
    >在腫瘤治療和遺傳病方面，造血幹細胞的基因改造比較常見）。在遺傳性病治療中，通常是將改造過的幹細胞用於作為長期的酶替代物，以糾正或消除致病突變的影響。因此，需找到合適的基因工程改造方法，才能確保整個治療的安全性，同事使幹細胞保持必要的持久性，達到足夠的治療效果。