一项由达特茅斯医学院领衔的合作研究表明,当细胞面临压力时,缺乏肿瘤抑制激酶LKB1的细胞仍能维持正常能量水平。这种能量调节是防止细胞过快死亡的关键机制,为抗击肿瘤生长以及治疗2型糖尿病和肥胖带来了新进展。该研究于8月12日发表在《生物化学杂志》上。
Lee Witters博士(达特茅斯医学院医学与生物化学教授)和Eugene W. Leonard博士(达特茅斯大学生物科学教授)领导了这项研究。Leonard研究激酶已超过25年,主要关注AMP活化激酶(AMPK),该酶负责细胞代谢路径中的能量控制。
“细胞的能量水平关系着它的生存,”Witters解释道,他将低能量细胞比作没油的汽车。“此前我们发现,被激酶LKB1激活后,细胞的‘油压表’——AMPK——可修复细胞缺陷。在本研究中,我们希望看到AMPK能否被LKB1以外的物质激活。”
第一作者Rebecca Hurley说:“我们利用宫颈癌和肺癌细胞进行实验,因为这些肿瘤细胞缺乏LKB1。”与澳大利亚圣文森特学院和杜克大学的研究者合作,达特茅斯小组在这些癌细胞中发现两种激酶——CaMKKα和CaMKKβ——可在无LKB1情况下调节AMPK活性。
“加上这两种激酶,我们基本发现了细胞中与能量调节相关的激酶,这可能对癌症治疗有利,”Hurley说。“如果我们能抑制癌细胞适应能量不足的能力,它就会失去生长优势。”Witters补充道:“在取得突破前,我们需要搞清楚这些蛋白如何相互作用。这就像打扑克,你不仅要了解每张牌的重要性,还要知道出牌顺序才能赢。”
除了AMPK调节的抗癌潜力,该酶还对胰岛素或血糖变化有反应,并能修复受损的能量代谢——这是2型糖尿病的特点。“这提示AMPK可能是治疗某些类型糖尿病和肥胖的吸引人靶点,”Witters说。当Witters实验室继续聚焦这些激酶在疾病治疗中的核心作用时,他认识到研究日益复杂,需要多种方式协作解决。Witters相信重大科学突破需要开放性合作。