腫瘤細(xì)胞能量代謝(七): 結(jié) 論
來自:丁香園 2014-11-04 (有刪減)
不管是犯罪組織還是恐怖分子,它們都需要依賴資金支持來開展犯罪行為,資金來源正是執(zhí)法機(jī)關(guān)打擊和瓦解這些犯罪組織的切入點(diǎn)。同樣,ATP和NADH作為細(xì)胞的能量和氧化還原通貨,在腫瘤發(fā)生、發(fā)展和侵襲轉(zhuǎn)移中起了重要作用,這正是腫瘤的致命弱點(diǎn)。
犯罪組織有能力進(jìn)行多元化投資,當(dāng)一個(gè)賬戶凍結(jié)時(shí)他們可以啟用其他賬戶的資金。和犯罪組織不同,腫瘤ATP 的“生產(chǎn)商”糖酵解/谷氨酰胺代謝產(chǎn)能效率極低;此外,不適居留的缺氧和酸性微環(huán)境卻恰巧賦予腫瘤細(xì)胞化療耐藥性,還迫使它們提升糖酵解水平以彌補(bǔ)氧化磷酸化帶來的能量損失。
腫瘤似乎受到了能源“詛咒”,結(jié)果使得腫瘤代謝十分脆弱不堪。要想具有持久的獲得性耐藥性,就必須匹配相應(yīng)的供給和需求環(huán)境。一旦腫瘤細(xì)胞內(nèi)的ATP供給不足,產(chǎn)能效率低就變成了十足的致命點(diǎn),這會(huì)進(jìn)一步加劇細(xì)胞內(nèi)的“饑餓”環(huán)境。
和其他疾病一樣,腫瘤治療也是基于個(gè)體基因突變差異進(jìn)行的。不過,在開展個(gè)體化治療時(shí),我們不能忽略能量限制這個(gè)治療思路。按照目的論的思維方式,腫瘤細(xì)胞的存在理由是生存,這需要快速的大量的ATP供給以滿足細(xì)胞能量需求、生物合成需要、以及維護(hù)細(xì)胞內(nèi)的氧化還原狀態(tài)。
經(jīng)典的致瘤信號通路一般和代謝通路交聯(lián),例如PI3K/AKT和mTOR通路,這直接或間接地促進(jìn)了生物合成和細(xì)胞增殖,最終產(chǎn)生了一個(gè)新概念:信號通路抑制和能量限制聯(lián)合治療策略。
微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為,如果特定資源的總需求超過供應(yīng),短缺問題接踵而至,如果短缺是普遍性的和慢性的,那么連帶后果會(huì)在整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系蔓延。同樣,如果細(xì)胞內(nèi)的ATP水平由于藥物作用或食物控制而短缺不足,所產(chǎn)生的能量壓力迫使腫瘤細(xì)胞將ATP重新分配到最需要的地方,例如生存。
這個(gè)重新分配會(huì)導(dǎo)致其他能量密集型的細(xì)胞活動(dòng)受阻,例如ATP驅(qū)動(dòng)型藥物外排泵或腫瘤抑制基因的表觀遺傳沉默。抑制這些能量密集型的細(xì)胞活動(dòng),可以提升腫瘤細(xì)胞的化療和放療敏感性?;谶@個(gè)原因,也就是本文的主要論點(diǎn),能量限制是在治療上是一種可行的策略,特別是當(dāng)與其他治療方式聯(lián)合開展時(shí)。
賦予先前那些耐藥性腫瘤細(xì)胞新的化療敏感性,這可能會(huì)給腫瘤治療帶來幾何形的變化,從線性連續(xù)療法到環(huán)線放療/化療重新介入的變化,這可能會(huì)顯著改善腫瘤患者的總體存活率,將癌癥變成一種普通的慢性病。
理想情況下,聯(lián)合治療和非重疊療法可能包括用藥物抑制糖酵解、磷酸戊糖途徑、谷氨酰胺代謝、自噬和非化療策略(如維拉帕米,可以加劇能量密集型MDR-介導(dǎo)ATP的周轉(zhuǎn)),上述多種策略均直接靶向于ATP產(chǎn)生,這樣將產(chǎn)生最佳且最有效的治療結(jié)果。
ATP是支點(diǎn),整個(gè)腫瘤“經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)”圍繞這個(gè)支點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。抗能量治療策略作為一根杠桿,可能會(huì)撬動(dòng)腫瘤這個(gè)“經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)”,歸一化如今的腫瘤治療策略。