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抓住癌症风暴的“眼睛”,Nature子刊解开癌细胞的摄食之谜

2019/8/5 10:45:54??????点击:

由辛辛那提大学和日本庆应大学、广岛大学的研究人员组成的国际研究团队发现了癌细胞的能量产生机制,这种机制会驱动核仁的生长,使肿瘤迅速繁殖。

这一研究发现公布在8月1日的Nature Cell Biology杂志上,这将促使新的癌症治疗方法的发展,通过减少核仁的能量来阻止肿瘤生长。

“核仁是癌症风暴的‘眼睛’,它会摧毁患者的身体。能够控制‘眼睛’将成为治疗癌症的真正改变者,”文章作者之一,加州大学医学院副教授Atsuo Sasaki博士说。


加州大学医学院副教授Atsuo Sasaki博士(图片来自Colleen Kelley)


早在100多年前,科学家们就发现癌细胞中核仁会增大,位于细胞核中心附近的核仁能产生核糖体,研究表明核仁增大导致核糖体显著增加,推动蛋白质合成,从而大规模生产癌细胞。但是确切地说,核仁如何在癌细胞中产生大量的核糖体,这在很大程度上仍然是一个谜。

“核仁增大是癌症的一个标志,它的大小长期以来一直被用来衡量癌症患者的晚期程度,”Sasaki说,“现在,我们的研究团队发现核仁是通过吞噬三磷酸鸟苷(GTP)迅速扩大,后者是一种核苷酸,也是产生RNA的必需构件之一,这在癌细胞中很常见。”

“我们惊讶地发现,在可用于细胞生长的所有类型的能量中,GTP在核糖体增加中起着最重要的作用,与癌细胞中的核仁增大有关”,Sasaki补充道,这是一项重大发现,通过大量的专业知识可以了解它的真正含义。

Sasaki说,研究人员发现癌细胞中肌苷一磷酸脱氢酶(IMPDH)水平升高,加速了GTP的产生,从而促进了核仁的生长。他说,这是解决围绕癌细胞核仁生长之谜的重要一步。

为了进行这项研究,多学科团队在动物模型中研究了恶性脑瘤和胶质母细胞瘤(最致命的脑癌)的能量产生途径,然后对人体样本进行了群组研究。结果显示在胶质母细胞瘤中GTP这种能量形式显著增加。他们对脑肿瘤细胞进行了深入研究,确定了癌细胞中IMPDH水平显著升高可加速GTP的产生。

这项研究发现了IMPDH与细胞核之间的密切关系,由此,Sasaki的团队开发出一种新的代谢分析方法,使研究人员能够获得关键数据,证明IMPDH活性产生的GTP用于核仁的核糖体合成,同时这项研究也发现抑制胶质母细胞瘤细胞生长和IMPDH抑制之间的明确相关性,这延长了动物模型的寿命。

“通过我们的跨国跨学科合作和团队的辛勤工作,解开了癌细胞劫持GTP代谢,控制核仁的机制。之后我们还将继续研究GTP用于治疗患者‘癌症之眼’的疗效。”

原文标题:

IMP dehydrogenase-2 drives aberrant nucleolar activity and promotes tumorigenesis in glioblastoma