英国科学家通过阻断癌细胞的“制造能量”治疗癌症

2011-08-19 07:30 · ada

英国癌症研究学家们发现通过阻断多种肾癌细胞产生能量的通路,能有效的杀死这些癌细胞,并对正常细胞没有影响。

肾癌细胞免疫荧光图片(图)

英国癌症研究学家们发现通过阻断多种肾癌细胞产生能量的通路,能有效的杀死这些癌细胞,并对正常细胞没有影响。

这项研究的论文发表在最新一期的《Nature》杂志上。

细胞需要能量才能进行生长和分裂。这些能量主要通过一种TCA循环的途径产生,该途径需要一系列酶的参与,没有了这些酶的作用,细胞的生长就会停止并最终死亡。

但是,科学家们发现了一种罕见的情况,在遗传性平滑肌瘤肾癌中(HLRCC),延胡索酸水合酶在癌细胞中表达缺失,但细胞仍然能够生长。
通过研究,科学家发现在这些细胞中会启动一条合成并分解名为haem分子的通路,以弥补TCA循环的缺失(haem分子是TCA循环中的一种重要副产物)。通过阻断Haem加氧酶的这种关键酶的活性,他们能特异性靶向杀死延胡索酸水合酶缺失的癌细胞的同时,对正常的肾脏细胞没有影响。

英国格拉斯哥Beatson癌症研究所的主任Eyal Gottlieb教授说道:“通过使用最新的化学和计算机技术,我们才能有效的观察细胞中能量反应的每一步,并预测阻断这些通路可能造成的影响。有了这项研究的基础,我们将尽快在HLRCC病人中确认我们的发现并最终研发出能靶向杀死这些肾癌细胞的药物。不仅仅如此,我们还会在其它不同的癌细胞确认是否存在有类似的情况,这会是治疗许多癌症的有效手段。”

该中心的资深信息管理者Julie Sharp博士说道:“10年前,我们的科学家在HLRCC中就发现了延胡索酸水合酶编码基因的缺失。这项新的研究发现不仅限于HLRCC的病人,我们已经在其它多种肾癌细胞中也发现了该基因的编码缺失,这将是未来研发相关新药物的有效靶点。”(生物探索 Jun译)

生物探索推荐英文论文原文摘要:

Haem oxygenase is synthetically lethal with the tumour suppressor fumarate hydratase

Fumarate hydratase (FH) is an enzyme of the tricarboxylic acid cycle (TCA cycle) that catalyses the hydration of fumarate into malate. Germline mutations of FH are responsible for hereditary leiomyomatosis and renal-cell cancer (HLRCC)1. It has previously been demonstrated that the absence of FH leads to the accumulation of fumarate, which activates hypoxia-inducible factors (HIFs) at normal oxygen tensions2, 3, 4. However, so far no mechanism that explains the ability of cells to survive without a functional TCA cycle has been provided. Here we use newly characterized genetically modified kidney mouse cells in which Fh1 has been deleted, and apply a newly developed computer model of the metabolism of these cells to predict and experimentally validate a linear metabolic pathway beginning with glutamine uptake and ending with bilirubin excretion from Fh1-deficient cells. This pathway, which involves the biosynthesis and degradation of haem, enables Fh1-deficient cells to use the accumulated TCA cycle metabolites and permits partial mitochondrial NADH production. We predicted and confirmed that targeting this pathway would render Fh1-deficient cells non-viable, while sparing wild-type Fh1-containing cells. This work goes beyond identifying a metabolic pathway that is induced in Fh1-deficient cells to demonstrate that inhibition of haem oxygenation is synthetically lethal when combined with Fh1 deficiency, providing a new potential target for treating HLRCC patients.

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