癌細胞和正常細胞都會進行分裂和遷移,但是癌細胞就像使用了類固醇激素:它們更大、遷移的更快。
最近一項新的研究,揭示了“癌細胞如何使用能量,來給運動和擴散之間的這個轉換‘加油’。”研究人員首次發現,控制癌細胞運動性的一個基因,影響著癌癥細胞如何代謝能量以如此快的移動和分裂。
研究人員研究的是炎性乳腺癌細胞,他們發現RhoC基因與細胞的機器在分子水平上相互作用,以調節它如何產生能量。RhoC指導細胞迅速利用葡萄糖生成能量。然后這個線路驅動癌細胞比正常細胞移動的要快。RhoC也控制著癌細胞如何使用另一種營養物質——氨基酸谷氨酰胺。
本文資深作者、密歇根大學綜合癌癥中心乳腺腫瘤項目主任Sofia D. Merajver指出:“這是侵略性癌癥細胞的一個漏洞,我們準備利用它。我們明確發現了一個切入點,是癌細胞能夠使用能量的關鍵。”
“因為癌細胞是不正常的,它們只有有限的選擇才能生存。它們需要利用每一個優勢。當我們找到這樣的一個機會來攻擊癌癥細胞的功能時,我們就創造了一個機會來幫助摧毀癌癥。”
炎性乳腺癌是一種非常侵襲性的疾病,年輕女性和非洲裔美國女性居多。炎性乳腺癌不是一個腫塊,它會引起腫脹和乳房周圍皮膚的變化。到被確診的時候,它通常已經在乳腺蔓延開來。
Merajver的實驗室此前發現,RhoC是炎性乳腺癌的關鍵驅動因子。它也與更晚期和侵襲性的肺癌、黑色素瘤、胰腺和膀胱癌有關。
這一結果發表在《Journal of Biological Chemistry》雜志上,確定了被RhoC特定改變的幾個關鍵代謝物。這些代謝物最終控制著細胞內有多少能量可用。這是第一次有研究將參與癌細胞運動性的一個致癌基因,與癌細胞執行“移動和擴散”命令所必需的代謝過程,聯系起來。
本文共同第一作者、密歇根大學博士后Joel A. Yates指出:“我們非常興奮地發現,一個已知的促轉移基因與細胞的代謝特點之間有一種關聯。RhoC似乎能在炎性乳腺癌模型(不同于正常細胞及其他類型的乳腺癌)中引起非常特殊和強勁的變化。”
研究人員認為,這些代謝和分子漏洞,可以被開發為潛在的治療靶點。這個概念將個性化用藥和基因測序擴展到包括個性化的代謝組學——在這個過程中,可以根據癌細胞中產生的某些化學物質的量,來決定使用什么療法。
Merajver說:“通過代謝組學,我們可以精確地描述在分子水平上到底發生了什么,即使我們不知道細胞內信號蛋白之間的所有連接。基因測序表明RhoC參與進來,但它不一定會為我們指出正確的靶標。它不會告訴我們事情是如何連接的。”
研究人員計劃進行更多的實驗,來理解哪些酶是最關鍵的,并可以為潛在治療提供一個良好的靶標。此外,他們正在與密歇根大學的團隊合作,開發RhoC抑制劑。
Merajver說:“自從在醫學院當我第一次看到炎性乳腺癌患者時,我就想治愈這種疾病。這就是為什么基礎科學是如此的重要。理解生物學和確切的機制是非常必要的,這樣我們才能找到合適的靶標,停止這種毀滅性的疾病。”
炎性乳腺癌是一種罕見的特殊類型乳腺癌。2013年11月,北卡羅來納大學的研究者發表在Oncogene雜志上的一項研究發現,Engrailed 1蛋白使得一些最具侵略性和致命性的乳腺癌細胞能夠抵抗化療。他們通過實驗發現,新的合成多肽或干擾肽,能使高抵抗力的基底樣乳腺癌細胞發生有效和有選擇性的細胞凋亡。這些多肽能夠為抗擊那些沒有成功的打靶治療可用的腫瘤,提供另一種全新的治療策略。相關閱讀:Oncogene:致命乳腺癌復發的潛在原因。
2015年2月份,美國兩院院士Joseph DeSimone帶領的一組研究人員,發明了一種用抗癌藥物靶定腫瘤的新方法,這一發現可能為癌癥患者帶來臨床療法。這種技術可將高濃度的化療藥物傳遞到目的區域,減少損傷健康組織的風險。相關研究結果發表在《Science Translational Medicine》。
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