多篇文章解读聚焦癌细胞代谢 有望治疗多种癌症！

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多篇文章解读聚焦癌细胞代谢 有望治疗多种癌症！

近年来，科学家们通过大量研究发现，精准靶向作用癌细胞的代谢过程或有望寻找到治疗癌症的新方法，本文中，小编就对相关重要研究进行整理，分享给大家！

【1】Nature：重大发现！发现促进癌症存活的新代谢开关

doi：10.1038/nature17393

在一项新的研究中，来自美国德州大学西南医学中心儿童医学中心研究所(CRI)的研究人员鉴定出一种新的代谢途径，这种途径在对正常细胞是致命性的条件下协助癌细胞生长繁殖。相关研究结果于2016年4月6日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Reductive carboxylation supports redox homeostasis during anchorage-independent growth”。

论文通信作者、德州大学西南医学中心儿科遗传学与代谢部门主任Ralph DeBerardinis博士说，“人们长期认为如果我们能够靶向肿瘤特异性的代谢途径，那么就有可能开发出一种有效地治疗癌症的方法。这项研究发现两种非常不同的代谢过程以细胞适应与癌症恶化相关性应激（stress associated with cancer progression）所特别需要的方式相关联起来。”

这项研究揭示出癌细胞利用两种已知的代谢途径---戊糖磷酸途径（PPP）和克雷布斯循环（Krebs cycle， 也称作柠檬酸循环）---的替代途径抵抗毒性分子。这些毒性分子是通过氧化应激杀死细胞的活性氧（ROS）。

【2】Leukemia：如何利用促进癌细胞生长转移的代谢过程抑制癌细胞？

doi：10.1038/leu.2017.4

癌细胞的代谢状态会产生控制细胞增殖的信号。德国生物学家、诺奖得主Otto H. Warburg在1920s就发现肿瘤细胞可以从根本上改变其代谢状态，这个过程叫做Warburg效应，这个效应一直没被重视，直到最近的肿瘤研究才发现这个效应对恶性肿瘤的形成至关重要。Richard Moriggl及其同事在Leukemia上发表文章表示：促癌因子STAT5可以整合促进致癌转化的代谢信号。因此这些来自路德维希玻尔兹曼癌症研究所的研究人员也许发现了一个治疗癌症的新靶标。

STAT5控制血细胞的成熟及分化。它在血细胞发展过程中被酪氨酸磷酸化激活，可以随意控制一些基因的开关。正常细胞中STAT5的活化是很短暂的，但是依赖STAT5的癌细胞则会通过长期磷酸化产生持续的STAT5激活信号，这会导致STAT5控制的基因表达发生改变，从而导致细胞不受控制的分裂，最终导致依赖STAT5的白血病。

【3】Nature子刊：“饿死”癌细胞又有新招！从氨基酸代谢入手

doi：10.1038/nm.4464

早前，探索君曾报道过一种廉价感冒药被证实有望“饿死”癌细胞。如今Nature Medicine杂志上又提供了一种通过阻断营养而消灭癌细胞的“妙招”：科学家们首次发现一种新型的化合物，能够切断肿瘤氨基酸代谢通路，从而抑制肿瘤生长。

“不同于正常的健康细胞，肿瘤细胞需要特别的代谢需求。” 研究团队负责人、文章通讯作者Charles Manning认为，“这些额外需求让科学家们有机会借助化学、放射学、分子成像等形式发现潜在的癌症诊疗手段。”

他带领团队找到了一种新型的小分子化合物，能够阻止癌细胞吸收必须的营养物质——谷氨酰胺（Glutamine），从而抑制肿瘤的生长。

【4】Nat Med重磅！精准靶向氨基酸代谢，让癌细胞饿到不能自理！

doi：10.1038/nm.4464

来自范德华大学医学中心（VUMC）的研究人员首次表明一种可以抑制谷氨酰胺摄取的小分子抑制剂可以使肿瘤细胞饥饿并阻止其生长。

他们的突破性发现于近日发表在Nature Medicine上，为开发靶向癌细胞代谢的颠覆性疗法奠定了基础。

“癌细胞呈现出独特的代谢特性，使得我们可以从生物学上区分它们，”研究通讯作者、范德华分子探针中心的Charles Manning博士说道。“肿瘤细胞独特的代谢特点给我们带来了很多使用化学、放射化学和分子影像开发新型诊断和治疗方法的机会。”

谷氨酰胺是细胞多种功能必不可少的必需氨基酸，包括生物合成、细胞信号和保护免受氧化应激伤害等。由于癌细胞比正常细胞分裂更快，因此它们需要更多的谷氨酰胺。

一个叫做ASCT2的蛋白石是将谷氨酰胺运输到癌细胞内的主要运输体。ASCT2水平升高与多种癌症预后较差有关系。而沉默癌细胞的ASCT2可以产生显著的抗癌效应。

【5】Cell子刊：利用癌细胞特异性的代谢攻击癌症

doi：10.1016/j.celrep.2016.09.045

癌细胞有它们自己独特的增殖方式，涉及一种精明的在几乎所有癌症类型中但不在正常的细胞中观察到的代谢重编程。如今，在一项新的研究中，来自美国罗彻斯特大学医学中心的研究人员查明了这种现象背后的一种关键机制，从而有可能导致人们开发出新的治疗机会。相关研究结果发表在2016年10月11日那期Cell Reports期刊上，论文标题为“Addiction to Coupling of the Warburg Effect with Glutamine Catabolism in Cancer Cells”。

研究人员首次证实导致癌症的突变如何控制和改变癌细胞进行生物合成和复制的方式。这一发现是罗彻斯特大学医学中心生物化学与生物物理学系副教授Joshua Munger博士实验室和生物医学遗传学系主任Hucky Land博士实验室密切合作的结果。

Munger说，“体内的每个组织或细胞类型具有不同的代谢需求，但是当细胞发生癌变时，它们的代谢以非常不同于正常细胞的方式发生改变。能够鉴定出这些差异是开发治疗靶标的关键。”

【6】Nature：重大发现！发现促进癌症存活的新代谢开关

doi：10.1038/nature17393

在一项新的研究中，来自美国德州大学西南医学中心儿童医学中心研究所(CRI)的研究人员鉴定出一种新的代谢途径，这种途径在对正常细胞是致命性的条件下协助癌细胞生长繁殖。相关研究结果于2016年4月6日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Reductive carboxylation supports redox homeostasis during anchorage-independent growth”。

论文通信作者、德州大学西南医学中心儿科遗传学与代谢部门主任Ralph DeBerardinis博士说，“人们长期认为如果我们能够靶向肿瘤特异性的代谢途径，那么就有可能开发出一种有效地治疗癌症的方法。这项研究发现两种非常不同的代谢过程以细胞适应与癌症恶化相关性应激（stress associated with cancer progression）所特别需要的方式相关联起来。”

这项研究揭示出癌细胞利用两种已知的代谢途径---戊糖磷酸途径（PPP）和克雷布斯循环（Krebs cycle， 也称作柠檬酸循环）---的替代途径抵抗毒性分子。这些毒性分子是通过氧化应激杀死细胞的活性氧（ROS）。

【7】Cancer Dis：靶向癌细胞代谢途径 用老药物实现特异性治疗

doi：10.1158/2159-8290.CD-16-0612

来自美国西奈山伊坎医学院的研究人员发现一种治疗类风湿性关节炎的药物可以阻断携带某种致癌突变的肿瘤内的一条代谢途径，该研究为侵袭性癌症治疗提供了新的可能。相关研究结果发表在国际学术期刊Cancer Discovery上。

研究人员发现PTEN基因的某个突变会导致肿瘤的一条代谢途径发生改变，导致进入该途径的谷氨酰胺增加，加速DNA合成，引起细胞发生生长失控发生肿瘤。而得到FDA批准的类风湿性关节炎治疗药物leflunomide能够阻断该途径中的一种酶，损伤通过该途径合成的DNA，从而杀死携带这种PTEN突变的癌细胞，同时健康细胞不受损伤。

研究人员还将人类乳腺癌细胞移植到小鼠体内来检测leflunomide的作用效果。Leflunomide能够显著抑制小鼠体内的乳腺肿瘤生长。

【8】Nat Cell Biol：我国科学家利用癌症自己的代谢机制开发出一种新的肿瘤靶向系统

doi：10.1038/nchembio.2297

在一项新的研究中，来自中国苏州大学、中国科技大学、中科院长春应用化学研究所和美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员利用癌细胞自己的代谢机制，发现一种新的肿瘤靶向方法：利用小分子糖标记和靶向仍未充分了解的癌症。这可能为治疗对常规的靶向抗体不作出反应的癌症（如三阴性乳腺癌）打开大门。相关研究结果于2017年2月13日在线发表在Nature Chemical Biology期刊上，论文标题为“Selective in vivo metabolic cell-labeling-mediated cancer targeting”。

靶向癌症疗法依赖于癌细胞表面上的特异性标志物。科学家们能够设计抗体来寻找这些标志物和运送治疗试剂或显像剂。然而，一些癌症不适合利用这种疗法加以治疗，这是因为它们缺乏可供靶向的表面标志物。

Cheng教授说，“比如，我们想要靶向三阴性乳腺癌。这是一种致命性的乳腺癌，具有较低的存活率。迄今为止，我们没有任何针对这种癌症的靶向疗法，这是因为在它的表面上没有我们在正常情形下能够靶向的受体。我们的问题是，我们能够构建一种人工受体吗？”

【9】Cell Stem Cell：脂质代谢是癌干细胞的潜在致命弱点

doi：10.1016/j.stem.2016.11.004

在一项新的研究中，来自美国普渡大学、西北大学和印第安纳大学的研究人员发现一种代谢特征对启动肿瘤形成的“癌干细胞”的正常运转是至关重要的。他们也证实如何干扰卵巢癌中的这种代谢机制，从而抑制肿瘤生长。相关研究结果于2016年12月29日在线发表在Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“Lipid Desaturation Is a Metabolic Marker and Therapeutic Target of Ovarian Cancer Stem Cells”。

论文共同通信作者、普渡大学韦尔登生物医学工程学院Ji-Xin Cheng教授说，“这些癌干细胞抵抗常规的疗法，而且导致化疗之后的肿瘤复发和远距离肿瘤转移产生。理解它们的独特特征和弱点将能够开发出靶向疗法，从而实现克服肿瘤复发和转移的终极目标。”

这项新的研究着重关注利用抑制执行一种被称作脂质分子“去饱和作用”的代谢过程所需的酶的活性来靶向癌干细胞。

【10】PLoS Comput Biol：科学家开发计算模型分析癌细胞代谢 为阻止癌症转移提供靶点

doi：10.1371/journal.pcbi.1004924

近日，来自冰岛大学的研究人员构建了一种计算模型，通过分析乳腺上皮细胞的代谢特点以及信号通路研究癌症转移，该研究或将有助于开发具有细胞特异性的抗癌干预措施。相关研究结果发表在国际学术期刊Plos Computational Biology上。

由于大部分乳腺癌都起源于乳腺上皮细胞，因此为了深入挖掘乳腺癌转移的机制，科学家们构建了一种数学模型，分析乳腺上皮细胞的代谢特点。这种模型专门用于研究上皮间充质转化过程，该过程是癌症发展和转移过程中一个重要事件。

在上皮间充质转化过程中，一些信号通路的改变会影响代谢过程，其中一个关键通路变化就是在哺乳动物细胞中负责调节生长，存活，增殖和分化的EGFR信号途径发生的变化。EGFR信号经常影响肿瘤细胞的代谢速率，控制癌症进展，因此该信号途径发生紊乱是肿瘤转移的一个标志。

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