這種糖竟能抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞致命弱點(diǎn):對(duì)半乳糖不耐受
在當(dāng)今社會(huì),飲食習(xí)慣、工業(yè)污染和壽命延長(zhǎng)等復(fù)雜因素導(dǎo)致全世界范圍內(nèi)的癌癥率呈現(xiàn)出逐年上升的態(tài)勢(shì)。因此,世界各國(guó)政府每年劃撥大量經(jīng)費(fèi)到腫瘤機(jī)制研究和藥物開(kāi)發(fā)上,然而,即便如此,目前人類(lèi)治療腫瘤的方法仍十分有限。
癌細(xì)胞,具有與普通細(xì)胞不同的形態(tài)特征和代謝方式,但不管怎樣,物質(zhì)和能量是生命的必需品,因此,和人體的任何細(xì)胞一樣,癌細(xì)胞需要糖(即葡萄糖)來(lái)為快速增殖和生長(zhǎng)提供“燃料”。
值得注意的是,在自然界中,糖的種類(lèi)極為豐富,那么,癌細(xì)胞是否也可以使用除葡萄糖以外的其他類(lèi)型的糖呢?
近日,美國(guó)南加州大學(xué)的研究人員在 Journal of Cell Science雜志上發(fā)表題為:AKT but not MYC promotes reactive oxygen species-mediated cell death in oxidative culture 的研究論文。
該研究發(fā)現(xiàn)了多數(shù)癌細(xì)胞的弱點(diǎn)——無(wú)法靈活利用不同類(lèi)型的糖,也就是說(shuō),當(dāng)癌細(xì)胞接觸到一種不同類(lèi)型的單糖——半乳糖時(shí),癌細(xì)胞會(huì)因無(wú)法適應(yīng)而死亡。

在生物體內(nèi),正常細(xì)胞通過(guò)有氧呼吸將糖類(lèi)等物質(zhì)分解代謝產(chǎn)生能量,從而供給細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)。而癌細(xì)胞似乎更為“蠻橫”,它們主要依靠糖酵解作用為生,因此癌細(xì)胞代謝葡萄糖的速度比正常細(xì)胞要快得多。
值得注意的是,機(jī)體內(nèi)糖并非只有葡萄糖一種,對(duì)于正常細(xì)胞來(lái)說(shuō),它們也可以代謝半乳糖等糖類(lèi),但癌細(xì)胞似乎更為“專(zhuān)一”,大多數(shù)時(shí)候它們僅鐘情于葡萄糖而無(wú)法靈活利用其他類(lèi)型的糖。
在此項(xiàng)研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)致癌基因不僅具有誘導(dǎo)細(xì)胞癌變的作用,還可能影響癌細(xì)胞對(duì)糖類(lèi)的代謝方式。他們發(fā)現(xiàn),擁有致癌基因AKT的癌細(xì)胞無(wú)法代謝半乳糖,因此,當(dāng)它們的生活環(huán)境僅有半乳糖時(shí),就會(huì)逐漸消亡。

半乳糖是哺乳動(dòng)物的乳汁中乳糖的組成成分,是腸道內(nèi)吸收最快的單糖。葡萄糖是自然界分布最廣且最為重要的一種單糖,是活細(xì)胞的能量來(lái)源和新陳代謝中間產(chǎn)物。
實(shí)際上,半乳糖和葡萄糖同屬于六碳糖,化學(xué)式都是C6H12O6,但兩者在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上會(huì)有所不同。文章的通訊作者Nicholas Graham表示:將細(xì)胞暴露在半乳糖環(huán)境下,會(huì)迫使細(xì)胞進(jìn)行完整的有氧呼吸,而不僅僅是糖酵解代謝。

研究小組發(fā)現(xiàn)正常細(xì)胞既可以代謝葡萄糖,又能代謝半乳糖,而AKT信號(hào)通路被激活的癌細(xì)胞(通常在乳腺癌中發(fā)現(xiàn))則無(wú)法代謝半乳糖。雖然這一發(fā)現(xiàn)并不意味著半乳糖可以有效治療AKT型癌細(xì)胞,但它確實(shí)揭示了這些癌細(xì)胞的一個(gè)重要缺陷,即氧化狀態(tài)可導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

但值得一提的是,研究人員還發(fā)現(xiàn)在半乳糖中生存了大約15天后,一些癌細(xì)胞開(kāi)始重新生長(zhǎng),可能是某些亞群的細(xì)胞通過(guò)自我適應(yīng)和重新編程對(duì)半乳糖產(chǎn)生了抗性。此外,研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)半乳糖對(duì)具有MYC基因突變的癌細(xì)胞不起作用。
對(duì)此,該研究的通訊作者Nicholas Graham說(shuō)道:“如果有一種可以抑制糖酵解的藥物,就應(yīng)該給具有AKT突變的癌癥患者服用,但你不能將其應(yīng)用于MYC基因突變患者的治療,因?yàn)槔碚撋纤鼘?duì)那些MYC基因突變的癌細(xì)胞無(wú)效。”

總而言之,這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)多數(shù)癌細(xì)胞無(wú)法靈活利用不同類(lèi)型的糖,并且半乳糖可以有效抑制AKT信號(hào)通路被激活的癌細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)。

論文第一作者鄭東青(音)表示他們后續(xù)將開(kāi)發(fā)一些靶向藥物,誘導(dǎo)癌細(xì)胞進(jìn)入氧化狀態(tài),從而抑制其增殖生長(zhǎng)。
論文鏈接:
https://jcs.biologists.org/content/133/7/jcs239277
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