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Nat Cell Biol:研究揭示肿瘤生长的核心——癌细胞的进食机制

2019-8-7 作者:佚名   来源:细胞 我要评论0
Tags: 肿瘤  生长  癌细胞  进食机制    

由辛辛那提大学、日本庆应义塾大学和广岛大学的研究人员领导的一个国际研究小组发现了癌细胞的能量产生机制,这种机制推动核仁的生长,并导致肿瘤迅速繁殖。这项研究结果于近日发表在《Nature Cell Biology》杂志上,它可能会导致新的癌症治疗方法的发展--通过切断核仁的能量供应来阻止肿瘤的生长。

"核仁是癌症风暴的'眼睛',它会破坏患者的身体。能够控制眼睛将是癌症治疗中一个真正的游戏规则改变者。

位于细胞核中心附近的核仁产生核糖体。Sasaki说,100多年前就已经发现癌细胞核仁增大,此后的研究表明,核仁增大会导致核糖体显着增加,从而推动蛋白质合成大量产生癌细胞。但是,核仁究竟是如何在癌细胞中产生大量核糖体的,在很大程度上仍然是个谜。

Sasaki教授说:"核仁增大是癌症的一种迹象,它的大小长期以来一直被用作衡量癌症晚期程度的标准。现在,我们的研究团队知道,核仁会通过吞噬三磷酸鸟苷(GTP)而迅速膨胀。GTP是一种核苷酸,是制造RNA所必需的组成部分之一,而RNA在癌细胞中很常见。我们惊讶地发现,在所有可用于细胞生长的能量中,GTP峰值在核糖体增长中发挥着最关键的作用,而核糖体增长与癌细胞的核仁增大有关。我们马上就知道这是一个重大的发现,需要广泛的专业知识才能理解它的真正含义。"

Sasaki教授说,研究人员发现癌细胞中肌苷单磷酸脱氢酶(IMPDH)的水平升高,这加快了GTP的产生,进而促进了核仁的生长。他说,这是解开癌细胞核仁生长之谜的重要一步。

为了开展这项研究,这个多学科研究小组将重点放在恶性脑瘤和胶质母细胞瘤(最致命的脑癌类型)的能量产生途径上,研究人员先在动物模型中进行研究,然后对人类样本进行队列研究。结果表明,胶质母细胞瘤中GTP作为一种能量物质显着增加。专家们对脑肿瘤细胞进行了更深入的研究,发现癌细胞中IMPDH水平的显着升高加速了GTP的产生。

IMPDH与核仁之间的密切关系被发现,促使Sasaki的团队开发出一种新的代谢分析方法,使研究人员能够获得关键数据,证明由IMPDH活动产生的GTP用于核仁的核糖体合成;这导致发现胶质母细胞瘤细胞生长抑制与IMPDH抑制之间存在明显的相关性,后者延长了动物模型的寿命。

"由于我们的跨学科合作和团队的努力,我们能够解开癌细胞劫持GTP代谢的机制,从而控制核仁。我们很高兴能继续对GTP的研究,以开发消灭病人'癌症之眼'的疗法。"Sasaki说。

原始出处:
Kofuji S1,2, Hirayama A3, Eberhardt AO4,5,et al.IMP dehydrogenase-2 drives aberrant nucleolar activity and promotes tumorigenesis in glioblastoma.Nat Cell Biol. 2019 Aug;21(8):1003-1014. doi: 10.1038/s41556-019-0363-9. Epub 2019 Aug 1.



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