研究人员发现乳酸在肺泡软组织肉瘤的代谢中有不同寻常的作用
犹他大学亨茨曼癌症研究所(HCI)的研究人员发现乳酸在肺泡软部肉瘤(asp)代谢中的不寻常作用,这是一种罕见的侵袭性癌症,主要影响青少年和年轻人。该研究还证实了一种融合基因是这种疾病的致癌物。研究结果发表在2014年11月26日的《科学》杂志上。
ASPS肿瘤细胞含有染色体易位-来自两条染色体的DNA链交换位置。这两条链融合在一起,产生了一个新的基因ASPSCR1-TFE3,其功能与“亲本”基因中的任何一个都不同。
在这项研究中,凯文·b·琼斯医学博士和他的研究小组在小鼠体内激活了ASPSCR1-TFE3基因,他是一名HCI研究者,也是犹他大学骨科系的助理教授。癌症是完全渗透的;每只携带激活融合基因的小鼠都产生了肿瘤。
“老鼠的肿瘤与人类的ASPS肿瘤非常相似,”琼斯说。“融合基因不仅在小鼠中引发癌症,它还引发了与人类癌症相关的所有特征,包括几乎相同的RNA谱。”
这在肉瘤的研究中尤其重要,因为人类细胞系很少存在。琼斯说,这项研究的一个令人惊讶的发现是肿瘤在老鼠身上的位置。在人类中,大多数ASPS肿瘤发生在骨骼肌中,但所有小鼠肿瘤都发生在颅骨内——“不一定在脑组织中,但在颅骨环境中。”
琼斯说:“我们发现大多数小鼠肿瘤的两个地方——大脑内部和眼窝内部——乳酸浓度最高。”“人体中发生ASPS的组织,骨骼肌,也含有高浓度的乳酸。”
大多数癌细胞在糖酵解过程中产生能量,在这个过程中,它们迅速但低效地消耗葡萄糖。这个过程产生乳酸作为废物,癌细胞将其排出到周围环境中。
琼斯说:“在我们的研究中,ASPS肿瘤细胞从环境中吸收乳酸,并将其作为燃料和信号分子,使细胞表现得像在低氧环境中一样。”“用乳酸盐这种方法发现癌症是不寻常的。ASPS细胞在高浓度乳酸环境中优先生长。”
琼斯说,这一领域未来的工作可能包括找到阻止癌细胞吸收乳酸的方法,以使它们挨饿或降低它们的攻击性。他说:“在试图了解癌症代谢的更广阔图景中——癌细胞与环境相互作用并产生能量的方式——我们可以努力发现它们独特的弱点。”“这将是通往新的有效治疗方法的理想途径。
琼斯说:“当我们发现与特定癌症相关的易位和融合基因时,问题总是在于它是驱动癌症还是通过癌症对肿瘤细胞的作用产生的乘客。”“我们的研究证实,融合基因ASPSCR1-TFE3导致ASPS;是司机。”
在美国,每年诊断出的ASPS病例只有50到100例,但这项研究涉及到癌症研究的一个基本问题:“癌症是如何开始的?”引发大多数常见的癌症需要在受影响的细胞中出现许多基因错误,随着癌症的发展,错误会越来越多。琼斯说,这项研究,以及其他研究由染色体易位和由此产生的融合基因的单一事件引发的癌症的研究,可能提供一个“更清晰的视角,通过它来观察癌症发展模式的基本生物学”。
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