癌細胞竟利用皮脂脂肪酸合成細胞膜,完成增殖大業
2019年04月09日09:30

  炎炎夏日馬上就要來了。

  讓各位操心的不僅有腰上的小肥肉,還有那一曬就往外冒油、讓人討厭的油性皮膚。

  皮脂腺生產的油脂,雖然讓人討厭,但奇點糕萬萬沒想到,癌細胞卻很喜歡這種生產油脂的方式。

  近日,比利時Sarah-Maria Fendt博士團隊的研究,讓奇點糕大跌眼鏡。

  他們發現,為了滿足分裂增殖,生產後代的需求,肝癌和肺癌的癌細胞居然向皮脂腺“取經”,掌握了皮脂腺合成脂肪的方式[1]。即使用現存的抑製脂代謝的藥物,也拿肝癌和肺癌癌細胞沒有辦法。只有同時抑製癌細胞利用皮脂腺細胞的方式合成脂肪,才能置癌細胞於死地。

  Fendt博士團隊這項研究成果刊登在頂級期刊《自然》上,他們的這一發現有望促進抑製脂肪酸合成途徑的抗癌藥,從實驗室走向臨床應用。

Sarah-Maria Fendt博士(右)
Sarah-Maria Fendt博士(右)

  客觀地講,為了生存癌細胞其實也挺不容易的。

  兩年前,奇點糕曾經報導過,哈佛大學醫學院和麻省理工學院的科學家發現,為了生長,腫瘤連自己的代謝廢物都不會放過,癌細胞會直接將氨轉化為氨基酸,繼續幫助腫瘤生長和增殖[2]。

  對於癌細胞而言,稀缺的不僅僅是氨基酸,脂肪酸也同樣稀缺。

  不過,腫瘤能從人體中攫取的脂肪酸很少,因此,很多腫瘤細胞都需要親自合成不飽和脂肪酸的[1]。

  而在成年人中,除了少數組織外,大部分細胞主要是從血液中直接獲取脂肪酸,這些細胞的脂肪酸的合成能力都大大減弱了[2]。正常細胞與癌細胞在脂肪酸合成能力上的這種差異,給了科學家對付腫瘤的機會。

細胞膜結構
細胞膜結構

  不飽和脂肪酸的合成需要一種叫SCD的酶,並且之前就有研究發現,SCD基因在前列腺癌、肝癌、腎癌、乳腺癌等中有過量表達[3]。因此,很多研究者將SCD酶作為抑製癌細胞的潛在靶標。

  以往的研究發現,這個SCD水平的異常升高,還與人體肥胖、2型糖尿病等代謝疾病有關。還有公司還開發出了通過抑製SCD來減肥的藥物——3j,在小鼠中已取得了不錯的減肥和降糖效果[4]。

  作為SCD抑製劑,減肥藥3j也擁有抗癌的潛力。

肥胖與多種癌症相關
肥胖與多種癌症相關

  不過,當Fendt教授團隊用3j處理不同癌細胞時,卻發現有些癌細胞(前列腺癌、乳腺癌細胞)確實被抑製了。而肺癌、肝癌細胞卻安然無恙,不懼怕這條不飽和脂肪酸合成途徑被阻斷。

  這讓科學家困惑不已。到底問題出在哪裡?一個可能的原因是,這些癌細胞還有其他合成不飽和脂肪酸的途徑。

  對此,科研人員對肺癌和肝癌細胞的代謝組進行了分析。

  他們發現,在SCD被抑製的肝癌細胞和肺癌細胞中,大量出現了一種不常見的不飽和脂肪酸——Sapienate。Sapienate是人類皮脂中的主要成分,由皮脂腺細胞分泌[5]。奇點糕沒查到它的正式中文名,考慮到它有一個sapiens(智人)的詞根,並且這個智人酸是人類獨有的,我們暫且叫它智人酸吧!

人類皮脂腺(Sebaceous Gland,黃色部分)
人類皮脂腺(Sebaceous Gland,黃色部分)

  當SCD被抑製後,這個癌細胞能利用智人酸繼續合成不飽和脂肪酸,進而合成細胞膜。

  而當將癌細胞中用來合成智人酸的FADS2基因敲除後,癌細胞細胞膜上脂質的組成便發生了重大變化。敲除SCD也一樣,會明顯改變細胞膜的脂質組成。

  而且,在癌細胞中敲除 SCD,FADS2便增多;敲除FADS2,SCD又會增多。這兩個酶,只要有一個在線,就能維持癌細胞不飽和脂肪酸的供應,維護細胞膜的穩定。

  那將這兩個酶同時敲除,癌細胞會如何反應呢?

  研究人員將人類肝癌組織的移植到小鼠體內,同時抑製FADS2和SCD這兩個酶,發現腫瘤組織大量萎縮了。兩條不飽和脂肪酸途徑都截斷後,癌細胞終於無計可施了。

抑製兩條不飽和脂肪酸合成途徑後,腫瘤組織縮小的幅度最大
抑製兩條不飽和脂肪酸合成途徑後,腫瘤組織縮小的幅度最大

  當然,還有一個問題存在,那就是如果在抑製人體中智人酸的合成,會不會出現副作用。

  對此,研究人員檢測了正常組織和癌症組織中智人酸的含量。發現人體肝癌和肺癌組織中,智人脂肪酸的含量遠高於正常組織。這在理論上保證了這個靶點的安全性,當然,真正的影響還需要進一步的實驗驗證。

  而腫瘤細胞的這條不飽和脂肪酸的秘密合成途徑被發現,加深了人們對腫瘤代謝可塑性的認識,將有助於從代謝角度解決癌症問題。

  隨著研究的深入,我們可能會發現更多腫瘤相關的代謝途徑。到時候,在治療肥胖或其他代謝疾病時,還能防(治)癌,豈不美哉?

  鑒於Fendt教授團隊這一發現的重要性,《自然》雜誌在文章發現的同時,配發了德國維爾茨堡大學Marteinn Thor Snaebjornsson和Almut Schulze兩位科學家的評論性文章[7]。

  他們在評論文章中指出,脂肪酸的合成是癌細胞與正常細胞之間的差異之一。針對脂肪酸合成途徑開發抗癌藥物,是目前科學研究的一個熱門方向。

  目前已經有很多此類藥物在研發中,也有不少在小鼠身上表現出較好的抗癌效果。不過,在人體臨床試驗中,此類藥物卻頻繁碰壁。Fendt教授團隊的研究有可能為此類藥物的研發和使用,指明了前進的方向。

  來源:奇點網

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽