Cell Metab：关闭癌细胞能量源 KA分子为治疗打开一扇窗
2017-09-15 佚名 medicalxpress
德国生物学家Otto Heinrich Warburg 1930年发现了肿瘤细胞生长速度远大于正常细胞的原因：肿瘤细胞偏向使用糖解作用取代一般正常细胞的有氧循环，不需要氧气和线粒体参与，肿瘤细胞的糖酵解率比正常组织高出200倍。尽管科学家早已知道Warburg效应，但几乎没有利用这一原理成功治疗肿瘤的方式。近日，发表在《Cell Metabolism》杂志上的一篇研究发现，一种自然分子可能成为治疗
德国生物学家Otto Heinrich Warburg 1930年发现了肿瘤细胞生长速度远大于正常细胞的原因：肿瘤细胞偏向使用糖解作用取代一般正常细胞的有氧循环，不需要氧气和线粒体参与，肿瘤细胞的糖酵解率比正常组织高出200倍。尽管科学家早已知道Warburg效应，但几乎没有利用这一原理成功治疗肿瘤的方式。近日，发表在《Cell Metabolism》杂志上的一篇研究发现，一种自然分子可能成为治疗肿瘤的有效方式。
Warburg效应描述了一种现象，癌细胞为获得能量贪婪地消耗葡萄糖，这是因为正常细胞使用氧气来分解糖，而癌细胞使用的发酵方式效率较低，因此需要更多的糖。现在，美国杜克癌症研究所的研究人员不仅验证了癌细胞不同寻常的碳水化合物代谢过程，而且还确定了一种天然化合物似乎在实验室研究中可以选择性地关闭该过程。
Jason Locasale说，发现Warburg效应已经几十年了，但其基本机制还不太清楚。我们开始的想法是，如果能明白它是如何工作的，应该能够更好地控制它。
Locasale及其同事发现了Warburg效应下使癌细胞中碳水化合物代谢受到不同控制的特定点，它们归属于一种名为GAPDH的酶，其控制葡萄糖在癌细胞中被加工的速率。
Warburg效应在许多癌症中是强大的，但在其他癌症中也可能不存在或较弱。通过测量GAPDH酶，杜克团队能够开发一种预测模型来测量在Warburg效应影响下的癌细胞有多广泛。如果效果足够强，肿瘤可能很容易受到针对该过程疗法的影响。Maria Liberti说，我们已经从遗传学上看到，癌症可以根据某些突变的存在而成为目标，并且根据其新陈代谢来选择靶向的肿瘤可能会产生类似的影响。
随后，研究人员查阅了文献，想知道是否有任何已知的可能阻断GAPDH酶的化合物。他们发现一种被称为koningic酸或KA的分子似乎具有这个潜力。KA在30年前作为降低胆固醇的药物的一部分而被发现。但他汀类药物出现后，KA就被弃用了。
该分子是由食糖真菌产生的，这种真菌定殖于富含糖的环境中，如红薯。真菌产生KA以防止可能尝试偷取其糖源的细菌。怀疑KA可能是一种用于加速目标有机体或系统葡萄糖代谢的天然分子，研究人员在癌细胞和小鼠模型中进行了测试。
他们发现KA确实选择性地抑制了GAPDH酶，在Warburg效应下遏制了肿瘤细胞贪婪的葡萄糖消耗，并排除正常的细胞。
Locasale表示，需要进一步研究证实他们的研究结果，特别是确定KA的作用是否可以在其他动物和细胞研究中复制，以及其他类药物分子是否可以沿同一能量途径作用。Locasale说，这些发现不仅表明KA的功效与Warburg效应数量范围有关，而且这也为治疗肿瘤打开了一扇窗。这提供了另一种方法来攻击肿瘤基因构成之外的癌症，这个发现令人鼓舞。
原始出处：
Maria V. Liberti, Ziwei Dai, Suzanne E. Wardell, et.al. A Predictive Model for Selective Targeting of the Warburg Effect through GAPDH Inhibition with a Natural Product. Cell Metabolism
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