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人类到底怎样才能饿死癌细胞?

众所周知,Warburg效应会使癌细胞贪婪地消耗大量葡萄糖以为其提供能量,但却并没有任何科学家能够基于癌细胞对葡萄糖的特殊嗜好而研发出抑制癌症的方法。

近日,杜克大学癌症研究所科学家不仅阐明了癌细胞快速消耗大量葡萄糖的具体机制,而且还确定了一种可以在实验室选择性地关闭这一系统的天然化合物。该研究对应文章则发表于最新上线的Cell Metabolism杂志。

文章的主要作者Jason Locasale助理教授表示:“Warburg效应已经存在了几十年,但学界对其最为基本生物学机制还是知之甚少。我们则认为对于Warburg效应具体分子机制的阐明可以帮助我们从能量供给层面有效地抑制癌症的发展。”

Locasale及其同事,文章的主要作者Maria Liberti对癌细胞的代谢机制做出了具体的研究,确定了癌细胞相对于正常细胞在葡萄糖氧化分解方面产生的显着变化。

研究人员发现经历Warburg效应的癌细胞体内葡萄糖的代谢会受到与正常细胞截然不同控制调控,在癌细胞中,甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)对大幅加快葡萄糖的代谢速率。

同时,研究人员通过对GAPDH酶的测量与评估开发了一种不同类型癌细胞Warburg效应预测模型。肿瘤细胞中的Warburg效应越强,那么针对于Warburg效应的代谢阻断途径或许就能够更好地治疗这类癌症。除此之外,研究人员也从遗传层面对肿瘤细胞Warburg效应大幅上调背后的相关变异进行了研究,基于这些特定变异,研究人员有望开发新的靶向疗法在干预癌细胞代谢的同时对相应癌症进行治疗。

随后的研究表明,科宁酸在GAPDH酶的抑制方面似乎具有一定潜力。科宁酸曾被作为降胆固醇药物的候选分子而最终被他汀类药物取代。

通常情况下,科宁酸由嗜糖真菌合成,这种真菌通常会定殖于红薯等富含糖类的植物中,产生科宁酸以攻击可能偷取其糖源的其他细菌。

随后,研究人员在肿瘤小鼠模型中测试了科宁酸对GAPDH酶的抑制效应,他们发现科宁酸确实能够选择性地抑制GAPDH酶并遏制Warburg效应导致的肿瘤细胞葡萄糖消耗上升。

即便如此,文章的作者Locasale仍然表示他们的研究结果仍然需要进一步研究加以阐明,在其他类型的肿瘤模式生物中证实科宁酸对于GAPDH酶乃至Warburg效应的抑制作用,并通过后续研究发现和验证其他可能作用于这一过程的天然分子。

“这些发现不仅表明科宁酸的功效与癌细胞内Warburg效应的具体程度有关,而且我们的研究也为肿瘤治疗提供了一条基于能量代谢的新思路。”Locasale表示。

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