这一发现可能会改进理解和控制肿瘤进展的方法。
哥伦比亚大学和麻省理工学院的研究人员揭示了癌细胞经常依赖进口脂肪的意外原因。这一发现可以帮助我们更好地了解和控制肿瘤的发展。
这项研究由麻省理工学院科赫中心主任、医学博士Matthew G. Vander Heiden和哥伦比亚大学瓦格洛斯医学院系统生物学副教授Dennis Vitkup共同领导，最近发表在《自然代谢》杂志上。
我们呼吸的氧气和我们消耗的脂肪等常见营养物质可能对癌细胞的发展至关重要。
氧气在身体产生能量的过程中起着重要作用。这导致我们在运动时呼吸变得更加困难。人们通常认为癌细胞的生长受到能量的限制，因为许多癌细胞存在于缺氧的环境中。
然而，氧在这些化学反应中充当氧化剂，在生成新细胞所需的生物分子中也起着鲜为人知的作用。当缺氧时，细胞不能产生促生长的辅助因子NAD+，而这是生物合成反应所需要的。这也会阻止它们的关键合成反应。
令人惊讶的是，这项新研究发现，缺氧的癌细胞通常拥有比它们生长所需更多的能量。当研究人员向癌细胞添加额外的营养物质以产生能量时，癌细胞没有反应。
相反，当研究人员使用各种方法疏通因缺氧而受到抑制的生物合成途径时，癌细胞的增殖明显增加。
研究人员发现，虽然各种生物合成途径对氧的可利用性很敏感，但脂肪的合成是最受影响的。脂肪分子被用来制造新细胞的膜，而脂肪合成对于需要合成新膜来生长的癌细胞来说尤其具有挑战性。没有氧气，细胞就不能为脂肪合成途径提供充足的氧气。
“让我们的结果非常违反直觉的是，”维卡普说，“脂肪合成并不被认为是一个需要大量氧气的过程。但我们的实验表明，癌细胞使用的氧气中，多达30%不是用于产生能量，而是用于合成脂肪。”
由于氧气对生物合成的影响，在氧气有限的环境中生长的癌细胞严重依赖从环境中进口脂肪。这给癌细胞制造了一个至关重要的弱点，因此，减少进口脂肪的供应可能会减缓或阻止癌细胞的生长。
维卡普的团队现在正试图确定癌细胞用来将脂肪导入不同肿瘤的受体，以及哪些受体可以被药物靶向。这项研究还表明，改变饮食中脂肪的组成可能在影响癌症生长方面发挥着至关重要的作用。
维卡普说:“我们通常认为癌症主要是由基因突变引起的，但对于生活在缺氧等恶劣条件下的癌细胞来说，它们的生存环境同样重要。”“例如，刺激脂肪摄取的突变只会促进肿瘤生长，前提是这些脂肪在它们的环境中确实存在。”
本文发表的研究结果部分基于TCGA研究网络生成的数据。该研究由美国国立卫生研究院(NIH)资助(项目号:R01CA201276、T32GM007367、U54CA209997、T32GM007287、T32GM007753、K99CA218679/R00CA218679、R35CA242379和P30CA014051);哥伦比亚大学的医学博士项目;达蒙·鲁尼恩癌症研究基金会;哈佛/麻省理工的医学博士项目;麻省理工学院MSRP项目;lustgarte基金会;SU2C;麻省理工路德维希中心;麻省理工学院精准癌症医学中心;翡翠的基础;霍华德休斯医学院(国际学生奖学金和学院学者奖)。
Anna M. Westermark是Revitope的现任员工。Matthew G. Vander Heiden是Agios Pharmaceuticals、iTeos Therapeutics、Droia Ventures、Faeth Therapeutics、Sage Therapeutics和Auron Therapeutics的顾问和科学顾问。所有其他作者声明不存在利益冲突。
