美國解開癌細胞低氧低糖時如何分裂難題

核心提示：美國研究人員發現，癌細胞在低氧和低葡萄糖的環境下，可利用其他代謝途徑來合成脂肪。這一新發現有助於開發新的癌症治療手段。

中國科技網訊 據美國物理學家組織網近日報道，美國研究人員發現，癌細胞在低氧和低葡萄糖的環境下，可利用其他代謝途徑來合成脂肪。這一新發現有助於開發新的癌症治療手段。該研究近日發表在《自然》雜誌網路版。

癌細胞通常生活在氧氣和葡萄糖等營養物質供應有限的環境，即便如此，它們仍然能夠不受控制地進行細胞分裂，產生新的癌細胞，這就意味著癌細胞無法正常利用葡萄糖合成脂肪的代謝途徑。麻省理工學院和馬薩諸塞州總醫院（MGH）癌症中心的研究人員發現，在低氧環境下，癌細胞可利用替代代謝途徑，以谷氨醯胺為原料，合成脂肪。而脂肪是細胞結構的重要組成部分。

此前，斯特凡諾普洛斯實驗室曾確定脂肪合成還存在另一條代謝途徑，即可利用谷氨醯胺合成脂肪的代謝途徑。在有氧的條件下，80%的脂肪來自葡萄糖合成脂肪代謝途徑，20%來自谷氨醯胺合成脂肪代謝途徑。在缺氧的條件下，這一比例發生逆轉。但這是科學家首次觀察到癌細胞沒有以葡萄糖為底物來合成脂肪，初步回答了惡性腫瘤在低氧的條件下如何快速大量形成細胞群這一世界難題，是人類研究癌症問題上的標誌性突破。

研究人員認為，由於蛋白質無處不在，因此谷氨醯胺有可能來自細胞內，也可能來自鄰近細胞，或細胞外液。之所以棄用葡萄糖，很可能是需要利用有限的葡萄糖來合成RNA（核糖核酸）和DNA（脫氧核糖核酸），以便向細胞發出指令，因此在低氧條件下以新的代謝途徑來合成脂肪。

由葡萄糖合成脂肪代謝途徑轉換到谷氨醯胺合成脂肪代謝途徑，其開關為低氧。雖然研究人員對這一開關的分子調節機制尚不十分清楚，但相信這一機制對幹細胞、胎盤和胚胎髮育過程均十分重要。

研究人員目前正在試圖尋找低氧環境下是否還存在其他脂肪合成途徑。不過僅此新發現，就已經迫使研究人員不得不修改已經建立了50年之久的代謝模型。他們相信這一領域今後還會有更多令人興奮的發現，並將深遠影響癌症的治療策略。

目前研究人員已將目標鎖定在異檸檬酸脫氫酶，該酶可將谷氨醯胺轉化為乙醯輔酶A，而乙醯輔酶A則是合成脂肪的前體。隨著對分子機制的深入了解，有望形成開發新葯的新思路，並將這一基礎研究成果轉化為有效的癌症治療手段。