本文中，小編整理了近期科學(xué)家們?cè)诎┌Y代謝研究領(lǐng)域取得的新成果，分享給大家！
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[1]Nature：如何通過(guò)輕松按下代謝開(kāi)關(guān)就能有效減緩腫瘤的生長(zhǎng)和進(jìn)展？
doi：10.1038/s41586-020-2609-x
近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Nature上的研究報(bào)告中，來(lái)自加利福尼亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，名為絲氨酸軟脂酰轉(zhuǎn)移酶（SPT，serine palmitoyl-transferase）的酶類(lèi)或能作為一種代謝反應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)抑制腫瘤的生長(zhǎng)。通過(guò)限制膳食氨基酸絲氨酸和甘氨酸，或藥理學(xué)靶向作用絲氨酸合成酶類(lèi)—磷酸甘油酸脫氫酶，研究人員就能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生一種毒性脂質(zhì)從而減緩小鼠機(jī)體中腫瘤的進(jìn)展，后期研究人員還需要深入研究來(lái)確定這一方法是否能轉(zhuǎn)化到臨床患者中去。
在過(guò)去10年里，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，從動(dòng)物性飲食中移除絲氨酸和甘氨酸或能減緩某些腫瘤的生長(zhǎng)，然而大部分的研究人員重點(diǎn)研究了這些飲食如何影響DNA的表觀遺傳學(xué)、DNA代謝和抗氧化活性，然而本文中，研究人員識(shí)別出了干預(yù)措施對(duì)腫瘤脂質(zhì)所產(chǎn)生的明顯影響效應(yīng)，尤其是細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的腫瘤脂質(zhì)。研究者Christian Metallo教授說(shuō)道，本文研究強(qiáng)調(diào)了代謝的復(fù)雜性，以及當(dāng)考慮使用代謝療法時(shí)理解跨越多種不同生化通路的生理學(xué)特性的重要性。
[2]Cell Metabol：突破！科學(xué)家或有望靶向作用細(xì)胞的代謝改變來(lái)清除耐藥性癌細(xì)胞！
doi：10.1016/j.cmet.2020.07.009
利用化療能夠有效治療諸如白血病等血液癌癥，然而耐藥性癌細(xì)胞往往會(huì)躲避最原始的藥物治療策略從而促進(jìn)癌癥復(fù)發(fā)，近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Cell Metabolism上的研究報(bào)告中，來(lái)自哈佛大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究識(shí)別出了耐藥性癌細(xì)胞的獨(dú)特特征，即其會(huì)發(fā)生代謝過(guò)程的短暫改變（如何利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)），相關(guān)研究結(jié)果或能幫助研究人員開(kāi)發(fā)新方法來(lái)靶向作用癌細(xì)胞的代謝通路從而有效消滅耐藥性癌細(xì)胞。
研究者David Scadden表示，在癌癥研究領(lǐng)域，我們通常認(rèn)為耐藥性與永久性的遺傳改變有關(guān)，本文研究中我們發(fā)現(xiàn)，有些癌細(xì)胞或許還會(huì)利用其它機(jī)制來(lái)在化療過(guò)程中得以存活，有些則不會(huì)，這些機(jī)制包括癌細(xì)胞如何在微環(huán)境中利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而其利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的方式或許與其擁有的遺傳背景同樣重要。耐藥性的癌細(xì)胞非常罕見(jiàn)，因此在化療后研究人員往往難以檢測(cè)這些細(xì)胞，為了能夠識(shí)別耐藥性的癌細(xì)胞并隨著時(shí)間追蹤其進(jìn)展程度，研究人員利用急性髓性白血病小鼠模型進(jìn)行研究，將生物發(fā)光蛋白和熒光蛋白標(biāo)記到癌細(xì)胞上，隨后在兩個(gè)特殊的時(shí)間點(diǎn)對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行研究分析。
[3]eLife：阻斷糖分代謝或能有效減緩肺癌進(jìn)展
doi：10.7554/eLife.53618
近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志eLife上的研究報(bào)告中，來(lái)自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)對(duì)小鼠和人類(lèi)細(xì)胞進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，阻斷一對(duì)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白或能作為一種有效的療法來(lái)治療肺癌。
癌細(xì)胞能利用大量糖分來(lái)快速生長(zhǎng)和擴(kuò)散，這就迫使科學(xué)家們通過(guò)切斷糖類(lèi)供應(yīng)來(lái)作為治療癌癥的新型療法，當(dāng)前研究表明這或能作為一種有效的療法，但必須同時(shí)阻斷多種途徑才能發(fā)揮作用。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（glucose transporters）能夠?yàn)榧?xì)胞提供糖分，這就使其成為了新型靶點(diǎn)來(lái)幫助研究人員開(kāi)發(fā)餓死癌細(xì)胞的新方法，但目前研究人員并不清楚最好的方法，或者是否癌細(xì)胞會(huì)切換其它能量來(lái)源來(lái)進(jìn)行生長(zhǎng)和擴(kuò)散。
[4]Nature：腫瘤代謝產(chǎn)物阻礙DNA修復(fù)！原因在于局部染色體信號(hào)擾亂！
doi：10.1038/s41586-020-2363-0
19世紀(jì)末，在光鏡下檢測(cè)到的染色體異常揭示了一種大規(guī)模的基因組不穩(wěn)定性，導(dǎo)致某些類(lèi)型癌癥的染色體數(shù)目異常。不久之后，生物化學(xué)家Otto Warburg觀察到，腫瘤細(xì)胞傾向于使用與正常細(xì)胞不同的葡萄糖和能量代謝途徑。我們現(xiàn)在知道，基因組不穩(wěn)定和代謝改變是大多數(shù)腫瘤細(xì)胞的兩個(gè)共同特征?；蚪M不穩(wěn)定性自發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直被研究；代謝改變直到最近才作為一個(gè)研究領(lǐng)域重新被發(fā)現(xiàn)。但是到目前為止，這兩個(gè)過(guò)程在癌癥治療中的相互作用還沒(méi)有被報(bào)道。6月4日，Sulkowski等人在Nature雜志上發(fā)表文章，揭示了幾種在腫瘤細(xì)胞中積累到高水平的代謝物如何抑制DNA修復(fù)，從而揭示了代謝改變與DNA損傷引起的基因組不穩(wěn)定之間的直接聯(lián)系。
針對(duì)編碼異檸檬酸脫氫酶1和2 (IDH1和IDH2)的基因的突變導(dǎo)致細(xì)胞積累高水平的代謝物2-羥基戊二酸鹽(2-HG)。編碼延胡索酸水化酶和琥珀酸脫氫酶的基因發(fā)生突變，導(dǎo)致細(xì)胞分別積累了高水平的延胡索酸和琥珀酸分子。這三種小分子通常被稱(chēng)為腫瘤代謝物，因?yàn)樗麄兊姆e累促進(jìn)腫瘤發(fā)展，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上類(lèi)似于分子α-酮戊二酸(α-KG)。這是克雷布斯循環(huán)通路中的一個(gè)中間產(chǎn)物，也作為一個(gè)組件，稱(chēng)為共同底物，是一類(lèi)叫做α-KG/Fe(II)依賴(lài)雙加氧酶形式功能必須的物質(zhì)。
[5]Nat Cell Biol：乳腺癌細(xì)胞或能轉(zhuǎn)變其代謝策略來(lái)發(fā)生轉(zhuǎn)移
doi：10.1038/s41556-020-0477-0
近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Nature Cell Biology上的研究報(bào)告中，來(lái)自加利福尼亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)對(duì)乳腺癌進(jìn)行研究有望開(kāi)發(fā)出新型策略，來(lái)預(yù)防癌細(xì)胞擴(kuò)散到機(jī)體其它器官，并能有效降低乳腺癌患者的死亡率。
研究者表示，乳腺癌細(xì)胞能轉(zhuǎn)換代謝策略來(lái)發(fā)生轉(zhuǎn)移，其并不會(huì)以葡萄糖為能量，而是會(huì)有限使用線(xiàn)粒體代謝；Devon A. Lawson博士說(shuō)道，這或許具有重要的潛在臨床意義，因?yàn)榘邢蜃饔镁€(xiàn)粒體代謝的藥物或能有效抑制乳腺癌患者機(jī)體的癌癥擴(kuò)散；腫瘤常被認(rèn)為含有異常功能的線(xiàn)粒體，而且通常會(huì)通過(guò)厭氧糖酵解的方式或沃伯格代謝來(lái)維持，本文研究挑戰(zhàn)了這一理論，結(jié)果表明，在乳腺癌擴(kuò)散期間，癌細(xì)胞能利用線(xiàn)粒體代謝的方式來(lái)擴(kuò)散。
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[6]深度解讀科學(xué)家們?nèi)绾螌ふ野┌Y代謝的新關(guān)聯(lián)！
試想一下現(xiàn)在有一排多米諾骨牌，當(dāng)一根被輕敲倒下后，其余的都會(huì)一起滾落，癌癥的情況也是如此，當(dāng)一個(gè)細(xì)胞開(kāi)始發(fā)生癌變時(shí)，重要的細(xì)胞通路就會(huì)被改變，這就好比連鎖反應(yīng)一樣，當(dāng)通路中的一個(gè)點(diǎn)發(fā)生突變時(shí)，下游就會(huì)受到影響，這就好像多米諾骨牌一樣。癌癥中被破壞的一些通路能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞獲取或加工能量的方式，即細(xì)胞的代謝。
雖然研究人員對(duì)破壞癌癥中代謝通路的錯(cuò)誤了解了很多，但將這些突變與細(xì)胞行為的機(jī)制聯(lián)系起來(lái)的研究卻并不多；研究者George Poulogiannis博士就主要負(fù)責(zé)研究細(xì)胞代謝、癌癥和飲食之間的關(guān)聯(lián)，他表示，通過(guò)尋找癌癥代謝中的新關(guān)聯(lián)或能幫助研究人員更好地理解癌癥的發(fā)病機(jī)制并開(kāi)發(fā)更有針對(duì)性的新型療法。而要解決如此復(fù)雜的謎題，研究人員就需要一個(gè)相當(dāng)獨(dú)特的工具。
為了評(píng)估癌細(xì)胞中所發(fā)生的代謝改變，研究人員開(kāi)發(fā)了一種稱(chēng)之為智能刀（iKnife）的工具，這種電動(dòng)外科設(shè)備能在手術(shù)期間嗅出癌癥，目前其已經(jīng)在乳腺癌和卵巢癌中進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試，研究者Poulogiannis解釋道，幾年前，研究人員引入了一種基于非常簡(jiǎn)單思路的技術(shù)，其能將電子手術(shù)設(shè)備與質(zhì)譜儀連接并測(cè)定正在產(chǎn)生的煙霧的電離特性。
[7]Dev Cell：揭示胰腺癌大胞飲調(diào)控通路，有助于靶向癌細(xì)胞代謝，阻止癌細(xì)胞生長(zhǎng)
doi：10.1016/j.devcel.2019.05.043
由于迫切需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，生長(zhǎng)迅速的胰腺腫瘤通過(guò)另一種途徑--大胞飲來(lái)尋找'燃料'。科學(xué)家們希望阻止這一通常被稱(chēng)為'細(xì)胞飲酒'的過(guò)程，可能會(huì)導(dǎo)致腫瘤饑餓藥物。然而，首先需要的是基本信息--比如驅(qū)動(dòng)這一過(guò)程的不可見(jiàn)的分子信號(hào)。近日，來(lái)自桑福德·伯納姆·普雷比斯醫(yī)學(xué)研究院的科學(xué)家們已經(jīng)確定了一種調(diào)節(jié)大胞飲的信號(hào)通路，這種營(yíng)養(yǎng)線(xiàn)索觸發(fā)了腫瘤的生長(zhǎng)過(guò)程和關(guān)鍵的代謝差異，揭示了藥物開(kāi)發(fā)和患者治療的新方向。研究結(jié)果發(fā)表在Developmental Cell雜志上。
'要找到胰腺癌的代謝的致命弱點(diǎn)，我們需要對(duì)這些腫瘤如何獲取營(yíng)養(yǎng)有更深入的了解，'該論文的資深作者、桑福德·伯納姆·普雷比斯醫(yī)學(xué)研究院癌癥中心助理教授科Cosimo Commisso博士說(shuō)。'我們的研究表明，就像人類(lèi)一樣，胰腺癌的代謝是多種多樣的。一些胰腺腫瘤可以'上調(diào)'或'下調(diào)'大胞飲，這取決于谷氨酰胺的可用性。谷氨酰胺是一種氨基酸，在快速生長(zhǎng)細(xì)胞的新陳代謝中起著關(guān)鍵作用。其他腫瘤天然就有高水平的大胞飲。我們還確定了這一過(guò)程的分子調(diào)控因子，這可能最終導(dǎo)致個(gè)性化治療。'
[8]Cancer Res：代謝適應(yīng)性保證癌細(xì)胞的存活
doi：10.1158/0008-5472.CAN-19-0650
p53是細(xì)胞生長(zhǎng)中最重要的控制蛋白之一，缺乏p53的結(jié)腸癌細(xì)胞會(huì)激活特定的代謝途徑以適應(yīng)腫瘤內(nèi)部氧和營(yíng)養(yǎng)的缺乏。正如德國(guó)癌癥研究中心（DKFZ）的科學(xué)家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的那樣，通常用來(lái)降低膽固醇的他汀類(lèi)藥物會(huì)阻止這種代謝途徑并導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡?，F(xiàn)在，研究人員打算在癌細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中更詳細(xì)地研究這種潛在的治療策略。
一旦腫瘤達(dá)到一定的大小，癌細(xì)胞就會(huì)面臨一個(gè)特殊的挑戰(zhàn)：以無(wú)組織的方式生長(zhǎng)，腫瘤缺乏血管，這導(dǎo)致腫瘤內(nèi)部的氧氣和營(yíng)養(yǎng)缺乏。 DKFZ的代謝專(zhuān)家Almut Schulze解釋說(shuō)：“癌細(xì)胞必須完全重組其全部新陳代謝，以適應(yīng)這種缺陷。”Schulze指出，重要的控制蛋白和腫瘤抑制因子p53在適應(yīng)缺陷中起著至關(guān)重要的作用。對(duì)此，作者等人檢查了缺乏p53的結(jié)腸癌細(xì)胞，以發(fā)現(xiàn)p53實(shí)際上如何影響代謝適應(yīng)。
doi：10.1038/s41586-019-1678-1
最近，由芝加哥大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究揭示了為什么癌細(xì)胞消耗和使用營(yíng)養(yǎng)物的方式與健康細(xì)胞不同，以及這種差異如何促進(jìn)癌細(xì)胞的生存和生長(zhǎng)。所有細(xì)胞都需要產(chǎn)生能量來(lái)維持生命，但是癌細(xì)胞為了快速生長(zhǎng)和繁殖而對(duì)能量的需求不斷增加。了解不同類(lèi)型的細(xì)胞如何自我維持或代謝是一個(gè)有吸引力的研究領(lǐng)域，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)開(kāi)發(fā)新的藥物來(lái)中斷和利用這一過(guò)程。此外，代謝在免疫細(xì)胞的反應(yīng)性中也起著作用。數(shù)十年來(lái)，生物學(xué)家們一直致力于揭示細(xì)胞新陳代謝如何影響其功能的復(fù)雜性。這項(xiàng)新的研究發(fā)表在Nature雜志上，研究結(jié)果表明，乳酸（一種新陳代謝的終產(chǎn)物）改變了巨噬細(xì)胞的功能，從而改變了它的行為。
乳酸是Warburg效應(yīng)的最終產(chǎn)物，長(zhǎng)期以來(lái)一直被認(rèn)為是代謝廢物。最近的研究表明，乳酸可以調(diào)節(jié)許多細(xì)胞類(lèi)型（免疫細(xì)胞和干細(xì)胞）的功能。因此，乳酸不僅不是廢物，而且可能是影響細(xì)胞功能的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑。近年來(lái)，盡管取得了一定進(jìn)展，但是乳酸調(diào)控細(xì)胞功能的機(jī)制仍是未知的。而且，由于Warburg效應(yīng)實(shí)際上在癌癥類(lèi)型中均存在，因此闡明其機(jī)制對(duì)于開(kāi)發(fā)可能針對(duì)多種類(lèi)型的癌癥的廣泛性靶向療法提供了可能。
doi：10.1038/s41586-019-1150-2
癌變的腫瘤往往根據(jù)其組織來(lái)源來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，然而近年來(lái)人類(lèi)基因組測(cè)序和DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展開(kāi)創(chuàng)了精準(zhǔn)腫瘤學(xué)的新時(shí)代，患者會(huì)接受定制化的療法，旨在針對(duì)其機(jī)體腫瘤內(nèi)特定的突變來(lái)進(jìn)行癌癥治療。這種新型療法往往會(huì)取得一些重要的成功，但是最近很多癌癥研究者開(kāi)始懷疑患者體內(nèi)癌癥的發(fā)生可能會(huì)影響特定突變的表現(xiàn)，而這在確定患者對(duì)靶向性療法產(chǎn)生反應(yīng)上或許起著重要的作用，目前研究人員并不清楚組織環(huán)境塑造腫瘤遺傳組成的方式。
近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Nature上的研究報(bào)告中，來(lái)自加利福尼亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究描述了一類(lèi)新型規(guī)則，其能幫助預(yù)測(cè)組織起源影響腫瘤遺傳組成的關(guān)鍵方面，或具有潛在重要的治療價(jià)值。文章中，研究者對(duì)一類(lèi)名為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）的分子進(jìn)行了研究，NAD是許多細(xì)胞反應(yīng)需要的關(guān)鍵共因子，包括能量代謝、表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)和DNA損傷反應(yīng)等，研究人員闡明了細(xì)胞制造NAD的方式，其對(duì)于癌癥治療具有重要影響。（生物谷Bioon.com）
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