科学家发现精氨酸驱动代谢重编程以促进肝癌肿瘤生长

科学家发现精氨酸驱动代谢重编程以促进肝癌肿瘤生长

癌细胞是变色龙。它们完全改变新陈代谢以不断生长。巴塞尔大学的科学家发现，高水平的氨基酸精氨酸驱动代谢重编程以促进肿瘤生长。这项研究提出了改善肝癌治疗的新途径。

肝脏是一个重要的器官，在体内具有许多重要功能。它代谢营养，储存能量，调节血糖水平，在解毒和去除有害成分和药物方面起着至关重要的作用。肝癌是世界上最致命的癌症类型之一。导致肝癌的疾病包括肥胖、过量饮酒和丙型肝炎感染。早期诊断和适当的治疗策略对于改善肝癌的治疗至关重要。

癌症作为一种代谢性疾病

在过去的十年中，科学家们在了解癌症的多个方面取得了很大进展。从历史上看，它长期以来一直被视为细胞增殖中的一种疾病。然而，越来越多的证据表明癌症是一种代谢疾病。

换句话说，当细胞重新连接其新陈代谢以允许不受控制的细胞增殖时，就会出现癌症。细胞如何改变其新陈代谢，这种变化如何反过来导致致瘤性？在Cell上的新研究中，由巴塞尔大学Biozentrum的Michael N. Hall教授领导的研究人员发现了肝癌细胞代谢重新布线的关键驱动因素。

精氨酸在肝癌中的积累

健康的肝细胞在变成癌细胞时会逐渐改变它们的行为。它们重新编程新陈代谢以尽可能快地生长，例如，它们消耗的葡萄糖比正常细胞多得多，并且它们增强了营养物质的吸收。

“我们调查了小鼠和患者的肝肿瘤样本，发现精氨酸水平升高，尽管癌细胞产生较少或没有这种氨基酸。肿瘤细胞通过增加其摄取和抑制其消耗来积累高水平的精氨酸，“主要作者Dirk Mossmann博士说。

“此外，我们发现高水平的精氨酸是肿瘤发展所必需的，与氨基酸在蛋白质合成中的作用无关。这就引出了一个问题：精氨酸如何导致致瘤性？

精氨酸在肿瘤生长中的作用

在高浓度下，精氨酸与特定因子结合，该因子触发代谢重编程并通过调节代谢基因的表达促进肿瘤生长。结果，肿瘤细胞恢复到未分化的胚胎细胞状态，它们可以无限分裂。有趣的是，肿瘤细胞也以另一种方式受益于增加精氨酸的摄取。

“我们的免疫细胞依靠精氨酸正常运作，”莫斯曼说。“因此，在肿瘤环境中消耗精氨酸有助于肿瘤细胞逃离免疫系统。

对肝癌诊断和治疗的影响

这些发现对癌症治疗意味着什么？科学家们建议针对特定的精氨酸结合因子，而不是消耗精氨酸。

“当用抗癌药物indisulam治疗肝肿瘤时，我们诱导该因子的降解，从而防止代谢重编程，”Mossmann补充道。“通过这条途径，人们可以避免降低整体精氨酸水平的不良副作用，比如伤害需要精氨酸才能正常工作的免疫细胞。

此外，代谢变化（如精氨酸水平升高）可作为早期检测癌症的生物标志物，这对于成功的癌症治疗和患者生存至关重要。