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科学家们发现了使肿瘤细胞死亡的新方法

2019-05-24 11:28:20 疾病传播129℃

  科学家们发现了使肿瘤细胞死亡的新方法

  2017年1月24日

  几十年来,科学家一直试图通过阻止营养物质到达肿瘤细胞来制止癌症,实质上是使肿瘤细胞饥饿,从而使生长和繁殖所需的燃料成为可能。这种尝试往往令人失望,因为癌细胞是灵活的,依靠众多的备用途径继续增长。

  现在,华盛顿大学圣路易斯医学院的科学家们利用癌细胞代谢的一个共同弱点,迫使肿瘤细胞揭示他们在这个弱点受到损害时依赖的备用燃料供应路线。研究这些次要途径,研究人员还确定了阻断它们的药物。他们现在计划在癌症患者中进行一项小型临床试验,以评估这种治疗策略。

  该研究于1月24日在Cell Reports上发表。

  

  研究人类癌症细胞和植入患者肿瘤样本的小鼠,研究人员证明,双重打击 - 敲除弱点和肿瘤细胞的备用途径之一 - 显示出对许多难以治疗的癌症的希望。虽然存在于多种癌症类型中,但在肉瘤中尤其常见 - 薄弱的癌症 - 脂肪,肌肉,骨骼,软骨和结缔组织。医生主要通过传统手术,放射和化疗治疗肉瘤,但这种治疗往往效果不佳。

  “我们已经确定这种代谢缺陷存在于90%的肉瘤中,”资深作者Brian A. Van Tine,医学博士,医学副教授。 “健康细胞没有这种弱点。我们一直在尝试创造一种利用代谢缺陷的疗法,因为理论上它应该只针对肿瘤。基本上,缺陷允许我们迫使肿瘤细胞饿死。

  为了生长和增殖,肿瘤细胞必须具有基本的建筑材料。研究人员的策略依赖于这样一个事实,即绝大多数肉瘤已经失去了制造自己的精氨酸的能力,精氨酸是一种蛋白质构建块,细胞需要自己制造更多。由于缺乏这种能力,细胞必须从周围环境中收获精氨酸。血液中精氨酸的供应是丰富的,癌细胞可以毫无困难地清除它。但是去除这种环境供应的精氨酸和细胞有问题。

  “当我们使用一种药物来消耗血液中的精氨酸时,癌细胞因为失去了燃料供应而感到恐慌,”范泰恩说。 “所以他们重新接受自己以求生存。在这项研究中,我们使用重新布线来识别阻碍次要路线的药物。

  与大多数癌症疗法不同,血液中的精氨酸消耗不会影响健康细胞。正常细胞不依赖于精氨酸的外部来源,因为它们没有癌症的代谢缺陷。他们继续制造自己的精氨酸,因此即使血液中没有精氨酸,也不会在正常细胞中诱发饥饿。 Van Tine说这种策略是基于肿瘤的特性 - 它特别关闭了肿瘤代谢而没有其他任何东西。

  无法制造或获得外部精氨酸,肿瘤细胞的燃料供应路径被迫向内。细胞必须在称为自噬或“自我进食”的过程中开始代谢其内部精氨酸供应。在肉瘤的情况下,这种状态减缓或暂停癌症生长但不杀死细胞。在此期间,肿瘤细胞似乎正在花时间寻找另一种内部解决方案。

  相关故事新近开发的干细胞技术显示出治疗PD患者的希望高蛋白和低热量饮食有助于老年人安全减肥,研究显示共同发生ADHD的自闭症儿童具有更大的适应性行为障碍“癌症在您停止其原发性时不会死亡燃料供应,“范泰恩说。 “相反,它打开了所有这些打捞途径。

  在本文中,我们确定了打捞途径。然后我们发现当你吸毒时,你会杀死细胞。我们的研究表明肿瘤在这些条件下实际上会缩小。这是第一次使用代谢药物而不是其他抗癌策略显示肿瘤缩小。“

  精氨酸消耗药物目前正在进行临床试验,研究其对肝,肺,胰腺,乳腺和其他癌症的安全性和有效性。但到目前为止,它一直无效,因为它已经激活了打捞途径,使癌症继续发展。研究人员表示,该药物可能已成为癌症的重要代谢疗法,只要它与其他靶向备用途径的药物联合使用即可。

  Van Tine和该研究的第一作者,Van Tine实验室的博士生Jeff C. Kremer解释说,当具有这种代谢缺陷的癌细胞被剥夺环境精氨酸时,他们被迫从燃烧葡萄糖的系统转变为系统燃烧一种叫做谷氨酰胺的不同燃料。他们表明,向精氨酸消耗药物中添加谷氨酰胺抑制剂对细胞是致命的。从血液中消除精氨酸也会重新获得丝氨酸生物学,这是另一种备用燃料,因此添加丝氨酸抑制剂也会导致细胞死亡。

  研究人员说,这种策略可以应用于罕见的肉瘤肿瘤之外,因为代谢缺陷通常存在于其他癌症中,包括某些类型的乳腺癌,结肠癌,肺癌,脑癌和骨癌。这项新研究包括显示来自这些癌症类型的细胞系中类似的抗肿瘤反应的数据。 Van Tine还指出,该研究中使用的所有药物或者已经被美国食品和药物管理局批准用于其他条件或正在进行的用于研究癌症药物的临床试验。

  基于这项研究和相关研究,Van Tine和他在巴恩斯 - 犹太医院和华盛顿大学医学院的Siteman癌症中心的同事正在计划对肉瘤患者进行精氨酸消耗药物的临床试验。

  “我们将从一项基线试验开始,该基线试验用这种缺陷测试消耗精氨酸的药物对抗肉瘤,然后我们可以开始在该疗法之上分层另外的药物,”范泰恩说。 “与乳腺癌不同,例如,肉瘤目前没有靶向治疗。如果这种策略有效,它可以改变90%的肉瘤肿瘤的治疗方法。“

  来源:HTTPS://medicine.wustl.edu/news/study-unveils-new-way-starve-tumors-death/

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