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斯隆凱特琳研究所的科學(xué)家解決了有關(guān)癌癥的100年歷史之謎

更新時(shí)間:2021-09-15  |  點(diǎn)擊率:1026

2021年是每本生物化學(xué)教科書中講授的一項(xiàng)基本發(fā)現(xiàn)的100周年。1921年,德國醫(yī)師奧托·沃堡(Otto Warburg)觀察到癌細(xì)胞以奇怪的低效方式從葡萄糖中獲取能量:癌細(xì)胞沒有像氧氣那樣“燃燒",而是像酵母一樣進(jìn)行發(fā)酵,然后發(fā)酵。這種與氧氣無關(guān)的過程很快發(fā)生,但葡萄糖中的許多能量尚未開發(fā)。

多年來,已經(jīng)提出了各種各樣的假設(shè)來解釋W(xué)arburg效應(yīng),其中包括癌細(xì)胞具有線粒體缺陷的想法(即它們的“能量工廠"),因此無法控制葡萄糖的燃燒。但是這些解釋都沒有經(jīng)受住時(shí)間的考驗(yàn)。(例如,癌細(xì)胞的線粒體工作正常。)

現(xiàn)在,由斯隆·凱特琳研究所(Sloan Kettering Institute)的一個(gè)研究小組由免疫學(xué)家Ming Li提出了一個(gè)新的答案,該答案基于大量的基因和生化實(shí)驗(yàn),并于1月21日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

它歸結(jié)為Warburg代謝與細(xì)胞中稱為PI3激酶的強(qiáng)大酶之間的活性之間先前未被認(rèn)識(shí)的聯(lián)系。

李博士說:“ PI3激酶是一個(gè)關(guān)鍵的信號(hào)分子,其功能幾乎像細(xì)胞代謝的總指揮。"“細(xì)胞中大多數(shù)耗能的細(xì)胞事件,包括細(xì)胞分裂,僅在PI3激酶提示時(shí)發(fā)生。"

隨著細(xì)胞轉(zhuǎn)移到Warburg代謝中,PI3激酶的活性增加,進(jìn)而增強(qiáng)了細(xì)胞分裂的決心。這有點(diǎn)像給總司令擴(kuò)音器。

這一發(fā)現(xiàn)改變了生物化學(xué)家普遍認(rèn)為的觀點(diǎn),即新陳代謝是細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的次要條件。他們還建議靶向代謝可能是阻止癌癥生長的有效方法。

挑戰(zhàn)教科書視圖

李博士和他的團(tuán)隊(duì),包括研究生柯旭,研究了免疫細(xì)胞中的Warburg代謝,免疫細(xì)胞也依賴于這種看似無效的代謝形式。當(dāng)免疫細(xì)胞被告知存在感染時(shí),隨著它們數(shù)量的增加和對抗感染機(jī)制的增強(qiáng),一種稱為T細(xì)胞的類型會(huì)從典型的燃燒氧的代謝形式轉(zhuǎn)變?yōu)閃arburg代謝。

控制此轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵開關(guān)是一種稱為乳酸脫氫酶A(LDHA)的酶,該酶是響應(yīng)PI3激酶信號(hào)傳導(dǎo)而制成的。這種轉(zhuǎn)換的結(jié)果是,葡萄糖僅保持部分分解,并且細(xì)胞的胞質(zhì)溶膠中會(huì)迅速產(chǎn)生稱為ATP的細(xì)胞能量。(相反,當(dāng)細(xì)胞使用氧氣燃燒葡萄糖時(shí),部分分解的分子到達(dá)線粒體,并在那里進(jìn)一步分解,從而延遲生成ATP。)

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來源:生物幫

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