研究解釋腫瘤增長的根本進程

接近 80 年前，科學家奧多 Warburg 注意到癌細胞在是與正常成人細胞不同的方法執行能量代謝。

數十年後，此觀察臨床工作者剝削使用寵物 (正電子放射技術) 想像，許多更好形象化腫瘤。 但是不正確地知道腫瘤細胞如何執行此備選新陳代謝的技藝，亦不是已知的它此進程是否對腫瘤增長是重要的。

現在，出現於日記帳本質幫助答復的 3月 13日問題的二份文件這些問題。 導致由研究員在 Beth 以色列女執事治療中心 (BIDMC)和哈佛醫學院，文件發現來叫作 Warburg 作用的代謝過程對腫瘤的迅速增長是重要的，并且識別丙酮酸鹽激酶 (PKM2) 的 M2 表單，在糖新陳代謝介入的酵素，作為在此進程後的一個重要結構。 此發現能為將來的癌症療法的發展提供目標。

「與此研究我們回答了關於腫瘤細胞的能力的一個根本問題迅速地增長，并且激增」，解釋高級作者劉易斯 Cantley、巨蟹星座中心的 PhD、系統生物學主任在 BIDMC 和教授在哈佛醫學院。

在迅速地增長的組織的新陳代謝的管理規定，例如胎兒組織或腫瘤，是與那正常成人組織不同， Cantley 解釋。 使用葡萄糖的一個更小的分數發電的時， 「通過有氧醣解作用或者 Warburg 作用，癌細胞请由佔去的葡萄糖比其他細胞導致能源以更高的速率，當，同時。 這允許癌細胞更發揮作用像胎盤，促進非常迅速增長」。 癌細胞此唯一新陳代謝的屬性導致了寵物想像的成功作為癌症檢測的方法; 因為放射性葡萄糖被注射到患者在想像檢查之前由葡萄糖飢餓的腫瘤細胞擇優地佔去，高葡萄糖增加區在寵物掃描顯著被顯示。

使用識別一個新穎的 proteomic 的屏幕新的 phosphotyrosine 約束蛋白質， Cantley 和他的同事首先確定 PKM2 可能束縛到 phosphotyrosine 包含的肽。 「我們注意到與在多數正常成人組織找到的丙酮酸鹽激酶對比的表單，只有 PKM2，在胎盤被找到，與 phosphotyrosine 配合」，解釋 Cantley。 「查找的這是特別有趣，因為早先報表向顯示此 M2 表單是所有癌細胞使用的丙酮酸鹽激酶表單」。

為了瞭解此發現的涵義， Cantley 和他的合著其次開始實驗評估 PKM2 的重要性到癌細胞。 原因腫瘤組織換成丙酮酸鹽從成人 M1 isoform 的激酶表達式胚胎 M2 isoform，他們執行 immunoblotting 和對許多癌症細胞系、乳腺癌設計和人力結腸癌的免疫組織化學染色法分析，確認 PKM2 是在癌組織找到的丙酮酸鹽激酶的唯一的表單。

作者然後擊倒了 PKM2 在人力癌症細胞系的表達式并且表示成人 M1 表單。 從胎兒 M2 表單的此切換到成人 M1 isoform 導致了減少的乳酸鹽生產并且增加了氧氣衝減 - Warburg 作用的衝銷。

「我們能向顯示仅細胞哪些表示丙酮酸鹽激酶的 M2 表單 - 和请代謝葡萄糖就像奧多描述的 Warburg 80 年前 - 有這個能力形成在鼠標的腫瘤」，注意 Cantley。 另外，調查員顯示出，它是與使丙酮酸鹽激酶的此表單促進唯一葡萄糖新陳代謝看到在癌細胞的 phosphotyrosine 配合，從而允許這些細胞的 PKM2 的能力使腫瘤活體內。

發現與這個想法除製造三磷酸腺苷之外，腫瘤細胞為目的擇優地用葡萄糖， (ATP)正常細胞使用的能源貨幣是一致的。 「我們懷疑演變的此結構保證胎兒組織為增長只用葡萄糖，當適當的增長因子感受器官蛋白質酚基乙氨酸激酶時激活他們」，添加 Cantley。 「由再表示的 PKM2，癌細胞请獲取這個能力為促合成進程用葡萄糖。

「由於 PKM2 總計癌細胞被找到我們檢查，因為在多數正常成人組織沒有被找到，并且，因為為腫瘤形成是重要的，丙酮酸鹽激酶的此表單是癌症療法的一個可能的目標」，他補充說。

此研究由從的授予資助國家衛生研究所和 Damon Runyon 癌症研究基礎。

本質條款 「丙酮酸鹽激酶 M2 的共同執筆者是 phosphotyrosine 約束蛋白質」，包括主要作者石南花 Christofk，哈佛醫學院 (現在 UCSF 癌症研究學院); 達娜Farber 巨蟹星座學院的馬修 Vander Heiden; 哈佛醫學院的 Ning 吳; 并且 Beth 以色列女執事治療中心的約翰 Asara。 第二自然文件的共同執筆者， 「丙酮酸鹽激酶 M2 接合 isoform 對癌症新陳代謝是重要，并且腫瘤增長」，包括 Christofk (主要作者) 和 Vander Heisen; 聖母瑪麗亞的哈里斯和標記兒童醫院波士頓佛萊明; 并且 Arvind Ramanathan，羅伯特 Gerszten，清楚的學院的 Ru 韋和斯圖爾特 Schreiber，劍橋，質量。

Beth 以色列女執事治療中心是哈佛醫學院的一個病人護理、教學和研究子公司和在全國範圍內一貫地排列在名列前茅四在獨立醫院中的國家衛生研究所資助。 BIDMC 臨床參加與 Joslin 糖尿病中心并且是達娜Farber/哈佛巨蟹星座中心的研究合作夥伴。 BIDMC 是波士頓紅襪的正式醫院。

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