研究解释肿瘤增长的根本进程

接近 80 年前，科学家奥多 Warburg 注意到癌细胞在是与正常成人细胞不同的方法执行能量代谢。

数十年后，此观察临床工作者剥削使用宠物 (正电子放射技术) 想象，许多更好形象化肿瘤。 但是不正确地知道肿瘤细胞如何执行此备选新陈代谢的技艺，亦不是已知的它此进程是否对肿瘤增长是重要的。

现在，出现于日记帐本质帮助答复的 3月 13日问题的二份文件这些问题。 导致由研究员在 Beth 以色列女执事治疗中心 (BIDMC)和哈佛医学院，文件发现来叫作 Warburg 作用的代谢过程对肿瘤的迅速增长是重要的，并且识别丙酮酸盐激酶 (PKM2) 的 M2 表单，在糖新陈代谢介入的酵素，作为在此进程后的一个重要结构。 此发现能为将来的癌症疗法的发展提供目标。

“与此研究我们回答了关于肿瘤细胞的能力的一个根本问题迅速地增长，并且激增”，解释高级作者刘易斯 Cantley、巨蟹星座中心的 PhD、系统生物学主任在 BIDMC 和教授在哈佛医学院。

在迅速地增长的组织的新陈代谢的管理规定，例如胎儿组织或肿瘤，是与那正常成人组织不同， Cantley 解释。 使用葡萄糖的一个更小的分数发电的时， “通过有氧醣解作用或者 Warburg 作用，癌细胞请由占去的葡萄糖比其他细胞导致能源以更高的速率，当，同时。 这允许癌细胞更发挥作用象胎盘，促进非常迅速增长”。 癌细胞此唯一新陈代谢的属性导致了宠物想象的成功作为癌症检测的方法; 因为放射性葡萄糖被注射到患者在想象检查之前由葡萄糖饥饿的肿瘤细胞择优地占去，高葡萄糖增加区在宠物扫描显著被显示。

使用识别一个新颖的 proteomic 的屏幕新的 phosphotyrosine 约束蛋白质， Cantley 和他的同事首先确定 PKM2 可能束缚到 phosphotyrosine 包含的肽。 “我们注意到与在多数正常成人组织找到的丙酮酸盐激酶对比的表单，只有 PKM2，在胎盘被找到，与 phosphotyrosine 配合”，解释 Cantley。 “查找的这是特别有趣，因为早先报表向显示此 M2 表单是所有癌细胞使用的丙酮酸盐激酶表单”。

为了了解此发现的涵义， Cantley 和他的合著其次开始实验评估 PKM2 的重要性到癌细胞。 原因肿瘤组织换成丙酮酸盐从成人 M1 isoform 的激酶表达式胚胎 M2 isoform，他们执行 immunoblotting 和对许多癌症细胞系、乳腺癌设计和人力结肠癌的免疫组织化学染色法分析，确认 PKM2 是在癌组织找到的丙酮酸盐激酶的唯一的表单。

作者然后击倒了 PKM2 在人力癌症细胞系的表达式并且表示成人 M1 表单。 从胎儿 M2 表单的此切换到成人 M1 isoform 导致了减少的乳酸盐生产并且增加了氧气冲减 - Warburg 作用的冲销。

“我们能向显示仅细胞哪些表示丙酮酸盐激酶的 M2 表单 - 和请代谢葡萄糖就象奥多描述的 Warburg 80 年前 - 有这个能力形成在鼠标的肿瘤”，注意 Cantley。 另外，调查员显示出，它是与使丙酮酸盐激酶的此表单促进唯一葡萄糖新陈代谢看到在癌细胞的 phosphotyrosine 配合，从而允许这些细胞的 PKM2 的能力使肿瘤活体内。

发现与这个想法除制造三磷酸腺苷之外，肿瘤细胞为目的择优地用葡萄糖， (ATP)正常细胞使用的能源货币是一致的。 “我们怀疑演变的此结构保证胎儿组织为增长只用葡萄糖，当适当的增长因子感受器官蛋白质酚基乙氨酸激酶时激活他们”，添加 Cantley。 “由再表示的 PKM2，癌细胞请获取这个能力为促合成进程用葡萄糖。

“由于 PKM2 总计癌细胞被找到我们检查，因为在多数正常成人组织没有被找到，并且，因为为肿瘤形成是重要的，丙酮酸盐激酶的此表单是癌症疗法的一个可能的目标”，他补充说。

此研究由从的授予资助国家卫生研究所和 Damon Runyon 癌症研究基础。

本质条款 “丙酮酸盐激酶 M2 的共同执笔者是 phosphotyrosine 约束蛋白质”，包括主要作者石南花 Christofk，哈佛医学院 (现在 UCSF 癌症研究学院); 达娜Farber 巨蟹星座学院的马修 Vander Heiden; 哈佛医学院的 Ning 吴; 并且 Beth 以色列女执事治疗中心的约翰 Asara。 第二自然文件的共同执笔者， “丙酮酸盐激酶 M2 接合 isoform 对癌症新陈代谢是重要，并且肿瘤增长”，包括 Christofk (主要作者) 和 Vander Heisen; 圣母玛丽亚的哈里斯和标记儿童医院波士顿佛莱明; 并且 Arvind Ramanathan，罗伯特 Gerszten，清楚的学院的 Ru 韦和斯图尔特 Schreiber，剑桥，质量。

Beth 以色列女执事治疗中心是哈佛医学院的一个病人护理、教学和研究子公司和在全国范围内一贯地排列在名列前茅四在独立医院中的国家卫生研究所资助。 BIDMC 临床参加与 Joslin 糖尿病中心并且是达娜Farber/哈佛巨蟹星座中心的研究合作伙伴。 BIDMC 是波士顿红袜的正式医院。

http://www.bidmc.harvard.edu/