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科学家发现一种帮助脑肿瘤生长的酶

2017-06-23 16:02 休斯顿德克萨斯MD安德森癌症中心 分子细胞 阅读 0
核心摘要: 德克萨斯MD安德森癌症中心的研究发现,乙酰辅酶A合成酶2(ACSS2)能帮助脑肿瘤在营养缺乏环境中利用醋酸盐生长。该酶促进溶酶体生成和自噬,为肿瘤提供营养。抑制ACSS2的核功能或糖酵解途径可能成为新的癌症治疗策略。

来自休斯顿的德克萨斯MD安德森癌症中心的研究人员发现,一种名为乙酰辅酶A合成酶2(ACSS2)的酶能够促进脑肿瘤的生长。这一发现为开发新的肿瘤治疗方法提供了可能。

所有癌症和肿瘤都需要“进食”以促进自身的生长和扩散。与健康细胞一样,癌细胞在缺乏氧气和营养物质的情况下也无法生存,但肿瘤常处于营养不足的微环境中。发表在《分子细胞》杂志上的新发现揭示了肿瘤如何在恶劣环境下获取营养并生长。

ACSS2酶在肿瘤利用醋酸盐作为碳源的过程中发挥核心作用。通常,肿瘤更倾向于利用葡萄糖生长,但癌细胞中葡萄糖供应有限。ACSS2酶增强了肿瘤利用醋酸盐(一种细胞盐)作为碳源的能力,从而为肿瘤核心的癌细胞提供生命线,使其在营养缺乏的环境中生存并生长。

切断这一营养通路对于阻止肿瘤生长和加速癌细胞死亡至关重要。然而,免疫系统无法阻断该通路,且现有治疗方法无效。此外,ACSS2酶从细胞质转移到细胞核的机制尚不清楚。如果能够阻止ACSS2酶的核转位,癌细胞维持自身的能力也将终止。

“克服代谢压力是肿瘤生长的关键步骤。通过葡萄糖和醋酸盐生成的乙酰辅酶A是许多重要细胞过程的关键碳源,如组蛋白乙酰化和基因表达,”神经肿瘤学教授、该研究的首席研究员Zhimin Lu博士表示。“然而,在营养短缺环境下如何生成乙酰辅酶A尚不清楚。我们的研究解释了这一现象的潜在机制,表明ACSS2酶是一种新颖且重要的基因表达调控方式。”

Lu及其同事使用CRISPR基因编辑工具,在细胞核中生成乙酸乙酯,探索ACSS2酶在组蛋白乙酰化中的作用。组蛋白是DNA缠绕的“卷轴”,对基因调控至关重要。组蛋白乙酰化是一种修饰过程,是基因表达的重要组成部分。利用代谢酶进行组蛋白修饰对细胞稳定和肿瘤发育具有重要意义。

ACSS2酶促进溶酶体生成,溶酶体是一种已知促进肿瘤细胞结构发育和生长的细胞器。此外,ACSS2酶促进自噬(“同类相食”的细胞供给机制),使溶酶体获取、消化和回收关键营养物质。当细胞外营养物质供应不足时,ACSS2酶通过两种方式重新规划癌细胞代谢:增加自噬和再利用溶酶体消化产物。

“这些发现阐明了癌细胞中代谢重编程与基因表达之间的相互作用。抑制ACSS2酶的核功能以及糖酵解途径(将葡萄糖转化为能量供肿瘤自我供养)似乎是治疗癌症的有效方法。”Zhimin博士说道。

这项研究提供了关于ACSS2酶核转位的新信息,并表明该酶可能成为癌症治疗的新靶点。

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