Science:讓胰腺癌缺乏半胱氨酸可殺死癌細胞

2020-12-04 生物谷

2020年4月7日訊/

生物谷

BIOON/---在一項新的研究中，來自美國哥倫比亞大學等研究機構的研究人員以胰腺癌小鼠為研究對象，指出一種正在開發的用於治療罕見腎臟結石病的化合物可能具有抵抗胰腺癌的潛力。這種化合物讓

腫瘤

缺乏半胱氨酸，而半胱氨酸對胰腺癌細胞的存活至關重要。相關研究結果發表在2020年4月3日的Science期刊上，論文標題為「Cysteine depletion induces pancreatic tumor ferroptosis in mice」。

圖片來自Kenneth Olive, Columbia University Irving Medical Center。

論文通訊作者、哥倫比亞大學瓦格羅斯內外科學院醫學副教授Kenneth P. Olive博士說，「我們對這些結果備受鼓舞。胰腺癌是一種極其致命性的疾病，

診斷

後的平均生存期僅為六個月。我們迫切需要新的治療方法。」

大多數胰腺腫瘤會增加可殺死許多正常細胞的氧化劑的產量。然而，在這些毒性條件下，胰腺腫瘤通過將大量的半胱氨酸輸入它們的細胞中而得以茁壯成長。包括胰腺

腫瘤

細胞在內的所有細胞都使用半胱氨酸來製造讓氧化劑失去毒性的分子。

Olive說，「由於胰腺腫瘤的生存似乎依賴於半胱氨酸的輸入，因此我們推測通過選擇性地靶向這種胺基酸可能會減慢

腫瘤

生長。」

這種讓胰腺癌細胞缺乏半胱氨酸的策略起作用了。在與人類胰腺腫瘤非常相似的胰腺癌小鼠中敲除控制半胱氨酸輸入的基因以切斷對這種癌症的半胱氨酸供應後，這些

腫瘤

停止生長，小鼠的中位生存時間翻了一番。

當用半胱氨酸酶（cysteinase）---一種分解血液中半胱氨酸的實驗性藥物---對這些小鼠進行治療時，這些研究人員獲得了類似的結果。（半胱氨酸酶目前正由美國德克薩斯大學西南醫學中心的科學家們開發，用於治療半胱氨酸尿症，這是一種罕見的

遺傳

疾病，在這種疾病中，高水平的半胱氨酸聚集在尿液中，從而導致腎臟和尿道結石。）

這些研究人員發現，人胰腺癌細胞似乎也依賴半胱氨酸。當在組織培養物中將半胱氨酸酶添加到人胰腺癌細胞中時，這些癌細胞都死亡了。

鐵死亡（ferroptosis）在胰腺癌中的作用

這些研究人員還發現，當缺乏半胱氨酸時，胰腺癌細胞就會被一種稱為鐵死亡的過程殺死。 鐵死亡是程序性細胞死亡的一種形式，它是由細胞膜遭受氧化破壞導致的。哥倫比亞大學研究員、生物科學教授Brent Stockwell是這篇論文的共同作者之一，他近期發現鐵死亡也可能用於治療其他類型的癌症。

Olive的研究團隊還與美國密西根大學的Costas Lyssiotis博士領導的一個研究團隊以及美國沙克研究所的Geoffrey Wahl博士領導的一個研究團隊合作，探討了胰腺癌中鐵死亡的詳細細胞機制和分子機制，以期這種理解可能導致新的治療方法。

Olive團隊如今正計劃測試將半胱氨酸酶與其他療法（包括免疫療法）相結合是否可以放大它的治療效果。

Olive說，「儘管尚不清楚患者中的胰腺癌是否也易受半胱氨酸消耗引起的鐵死亡的影響，但是臨床開發用於治療代謝疾病胱氨酸尿症的半胱氨酸酶可能會很快讓我們測試這種想法。」

這項新研究最令人興奮的方面之一是，半胱氨酸耗竭似乎並未損害健康的正常細胞。Olive說，「你可能會想像你體內的所有細胞都同樣需要每個胺基酸，但是從先前的研究中我們知道，大多數正常細胞僅需要非常低的半胱氨酸水平。靶向正常細胞和癌細胞之間這種差異的整個目標是開發一種對癌症有毒性且對身體其餘部位溫和的治療方法。」（生物谷 Bioon.com）

參考資料：1.Michael A. Badgley et al. Cysteine depletion induces pancreatic tumor ferroptosis in mice. Science, 2020, doi:10.1126/science.aaw9872.

2.Starving Pancreatic Cancer of Cysteine May Kill Tumor Cells
https://www.cuimc.columbia.edu/news/starving-pancreatic-cancer-cysteine-may-kill-tumor-cells

相關焦點

  • 2020年4月3日Science期刊精華
    1.Science：讓胰腺癌缺乏半胱氨酸可殺死癌細胞doi:10.1126/science.aaw9872在一項新的研究中，來自美國哥倫比亞大學等研究機構的研究人員以胰腺癌小鼠為研究對象，指出一種正在開發的用於治療罕見腎臟結石病的化合物可能具有抵抗胰腺癌的潛力。這種化合物讓腫瘤缺乏半胱氨酸，而半胱氨酸對胰腺癌細胞的存活至關重要。
  • 2020年Science 十大醫學研究與發現丨梅斯評述
    絕大部分胰腺癌患者在確診半年內死亡，是所有癌症中生存率最差、死亡率最高的，被稱為「癌中之王」，美國臨床腫瘤學會（ASCO）前主席、著名腫瘤專家George Sledge博士將癌症分為兩種：一種是由單一異常信號通路驅動的「愚蠢癌」，另一種是有多種方法可刺激同一通路的「聰明癌」，而胰腺癌就屬於「聰明癌」，而且聰明絕頂。
  • 2020年Science十大醫學研究與發現丨梅斯評述
    絕大部分胰腺癌患者在確診半年內死亡，是所有癌症中生存率最差、死亡率最高的，被稱為「癌中之王」，美國臨床腫瘤學會（ASCO）前主席、著名腫瘤專家George Sledge博士將癌症分為兩種：一種是由單一異常信號通路驅動的「愚蠢癌」，另一種是有多種方法可刺激同一通路的「聰明癌」，而胰腺癌就屬於「聰明癌」，而且聰明絕頂。
  • 胰腺癌化療過程的注意事項
    胰腺癌患者有80％在發現時就已經無法手術治療，晚期患者的中位生存期僅5~6 月，5 年生存率小於5%。化療已經成為必不可少的治療手段，對晚期胰腺癌一線化療常見的方案還是以吉西他濱（gemcitabine，GEM）為主。化療主要的不良反應是乏力、血小板減少、貧血、噁心、腹瀉、嘔吐、外周水腫、發熱和AST升高。
  • 用病毒殺死癌細胞:治癒癌症的重要方法
    目前英國牛津大學科學家最新研製一種可以殺死癌細胞的轉基因病毒，該病毒同時攻擊腫瘤細胞和叫做纖維母細胞（fibroblasts）的健康細胞，纖維母細胞細胞被「欺騙」，保護癌細胞免遭人體免疫系統的攻擊。當前任何殺死被欺騙纖維母細胞的治療方案，同時也會對骨髓和皮膚構成傷害。
  • 研究發現:咖喱提取物薑黃素可殺癌細胞 治療食道癌
    薑黃素能殺癌細胞　　咖喱是多種香料的混合物。它之所以具有殺死癌細胞的作用，主要歸功於其配料中黃姜所含的薑黃素。大多數情況下，令癌細胞死亡的方法是通過激活細胞中的半胱氨酸蛋白酶（又稱凋亡蛋白酶），從而啟動癌細胞自身程序性凋亡。
  • 中科院研發硼中子治療實驗裝置:照射1小時精準殺死癌細胞
    為了治療被稱為絕症的癌症，人類真的是費心費力了，現在中科院成功研發了國內首臺加速器硼中子俘獲治療（簡稱BNCT）實驗裝置，照射1小時內就可以精準殺死癌細胞。據中科院高能所東莞分部所說，BNCT是目前國際最先進的癌症治療手段之一。
  • 胰腺癌治療新靶點,有望讓癌細胞「斷糧」!
    一項新的研究揭示了一種機制， 胰腺腫瘤通過劫持從周圍環境吸收營養的過程，來為癌細胞提供給養。眾所周知，RAS基因會導致90%的胰腺癌患者出現腫瘤異常生長，也促進了提供這種生長所需基礎的過程。 這種過程稱為巨胞飲作用（Macropinocytosis），它吞噬蛋白質和脂肪，並可分解為胺基酸和代謝產物，用於構建新的蛋白質、DNA鏈和細胞膜。沒有這些給養，癌細胞就無法繁殖。
  • 產生的活性氧與熱量可殺死癌細胞
    N新華 日本京都大學的研究小組日前發表公報說，用近紅外線照射碳納米管，產生的活性氧和熱量能殺死癌細胞。 碳納米管是由碳原子層捲曲而成的長而中空的管狀物，直徑通常為幾納米到幾十納米。碳納米管具有很多新奇性能，比如韌性高、導電性強等，其在眾多領域的應用前景引起廣泛關注。
  • Science Advances:巨噬細胞的「背包」可殺死癌症
    免疫細胞是我們抵禦癌細胞的關鍵防禦之一。巨噬細胞是一種免疫細胞，就像人體中的偵察隊，尋找潛在威脅，如病毒、細菌和癌細胞，吞噬並摧毀它們。但是，令人討厭的是癌性腫瘤的袖手旁觀：它們分泌的物質會將到達的巨噬細胞從「殺死腫瘤」狀態轉變為「促進腫瘤」狀態，從而抑制人體的免疫反應，促進血管生長，為腫瘤供血，並幫助腫瘤轉移。
  • 一種脂肪酸可殺死癌細胞
    本文轉自【科技日報】；美國一項新研究發現，一種名為二高-γ-亞麻酸（DGLA）的脂肪酸可以殺死人類癌細胞。研究人員近日在《發育細胞》雜誌上發表論文稱，這一發現對於開發新的癌症治療方法具有重要意義。 DGLA是一種多元不飽和脂肪酸，在我們體內少量存在。
  • 中子散射技術產業化開花結果 有望精準「殺死」癌細胞
    我國首臺自主研發加速器硼中子俘獲治療實驗裝置研製成功 將為腫瘤治療帶來技術性革新有望精準「殺死」癌細胞昨天上午，記者從中國科學院高能物理研究所召開的發布會上獲悉，該所東莞分部研製成功我國首臺自主研發加速器硼中子俘獲治療（簡稱BNCT）實驗裝置，啟動了首輪細胞實驗和小動物實驗
  • 譚蔚泓:「納米火車」精準殺死癌細胞---湖南日報數字報刊
    核酸適配體是近年發展起來的一類新型生物識別分子,由於其具有分子量較小、可化學合成、穩定性好、沒有毒性等優點,在醫療應用上非常廣泛。癌症患者化療的難點在於，化療藥物不僅僅殺死癌細胞，還會殺死正常細胞。從2011年開始，通過3年努力，譚蔚泓帶領課題組研發出一種能向腫瘤細胞靶向輸送大量抗癌藥物的DNA「納米火車」，「火車頭」由核酸適配體構成，可與某種特定癌細胞的膜蛋白結合，為給藥系統提供「方向」和「動力」。而通過分子自組裝形成的DNA結構則構成了一節一節的高容量「車廂」，用於裝載抗癌藥物分子或其他生物試劑。
  • 澳大利亞研究證實:中草藥有殺死癌細胞功效
    中草藥是否能殺死癌細胞，引起了多方爭論。到底能不能抗癌呢？最近的研究團隊表明了中草藥的抗癌功效。　　西班牙《阿貝賽報》網站9月9日報導稱，澳大利亞阿德萊德大學的一個研究團隊證實，中國傳統中草藥具有殺死癌細胞的強大功效。這種中成藥已在中國獲得批准，用於治療各種癌症，通常用於輔助西藥化療。
  • Redox Biol:揭示高劑量維生素C殺死癌細胞機制
    正是血液中的這種超高濃度的維生素C對它攻擊癌細胞的能力而言是至關重要的。愛荷華大學氧化還原生物學專家Garry Buettner的早期研究已發現在這些異常高的水平（處於毫摩爾範圍）下，維生素C選擇性地殺死試管中和小鼠體內的癌細胞，而不會殺死正常的細胞。如今，愛荷華大學醫院和診所的醫生們正在針對胰腺癌和肺癌的臨床試驗中測試這種方法：將高劑量靜脈注射維生素C與標準的化療或放療組合在一起。
  • 一味中藥48小時竟然可殺死98%癌細胞?
    蒲公英常常出現在我的藥方裡，蒲公英能治療多種疾病，有一種神奇的效果，可能你並不知道，小小的蒲公英竟然是癌症的剋星，一味中藥48小時竟然可殺死98%癌細胞? 　　加拿大媒報導，蒲公英被宣布為可能的癌症殺手；殺死癌症的蒲公英茶獲得$ 157K的研究資助；蒲公英這種雜草不一定每人都喜歡，可是大家都不知道它能治癒癌症，絕對沒有想到它能殺死98%的癌細胞而且是在48小時。 　　研究證明，蒲公英根提取物在48小時內就會對癌細胞起到抑制作用。癌細胞被殺死後，健康的細胞出現，癌症也就開始好轉。
  • 微量元素硒:癌細胞的「天敵」!
    硒蛋白是一種活性部位具有硒代半胱氨酸殘基的蛋白質。硒蛋白在體內發揮多種重要功能，如參與轉運、維持內質網穩態，參與免疫調節，影響細胞凋亡和細胞氧化還原等。硒磷酸合成酶（SEPHS2）在體內的主要作用是催化生成磷酸硒，參與硒代半胱氨酸的生物合成，參與它的硒蛋白合成。該生物合成途徑中，任何一種酶的破壞，都會導致硒蛋白水平的急劇下降，包括SEPHS2本身。
  • 【盤點】「癌症之王」—胰腺癌的發病機理研究與療法開發現狀
    ，相關研究刊登於國際雜誌Cell Cycle上，該研究或可幫助研究者開發新型療法來抵禦胰腺癌。這種複雜的疤痕組織成分可能是身體對抗這種癌症的天然防禦，疤痕組織作為一個屏障或柵欄來限制癌細胞生長和擴散，靶向結締組織生成來殺死腫瘤的做法可能需要重新評估。【10】Gastroenterology：研究發現阻止胰腺癌擴散的潛在途徑近日，英國癌症研究中心科學家已經展示了如何關閉胰腺細胞中一個關鍵蛋白，減緩疾病擴散到其他組織。