一项新研究发现，能量匮乏的乳腺癌细胞会摄取和消耗周围的物质以克服饥饿。来自谢菲尔德大学的新研究确定了乳腺癌细胞在肿瘤内部具有挑战性环境中生存的新机制。研究结果提供了对癌细胞生存之前未知机制的新见解，并可能为开发治疗提供新的靶点。研究发现，乳腺癌细胞在营养匮乏时利用细胞外基质中的营养物质。研究结果发现乳腺癌细胞摄取并消耗周围的物质来克服饥饿。该研究由谢菲尔德大学科学家进行，并于2024年1月16日（星期二）在《PLOS生物学》杂志上发表，提供了对癌细胞生存之前未知机制的新见解，并可能为治疗发展提供新的靶点。乳腺细胞，包括肿瘤细胞，嵌在称为细胞外基质（ECM）的网格中。由于血液流动有限，ECM中的营养物质很少，并随着肿瘤细胞的增长而变得更加稀缺。领导研究的Elena Rainero博士及其团队研究了在缺乏营养物质的情况下，肿瘤如何继续生长以及肿瘤细胞如何供应自身生长所需的原材料。在研究过程中，Elena Rainero 博士和她的团队将乳腺腺癌细胞种植到胶原蛋白（ECM的主要成分）或商业基质制剂中，或者种植到塑料上，不加入某些关键氨基酸。在没有这些氨基酸的情况下，与塑料表面上的细胞相比，在其中一种基质中的细胞表现不佳。其他基质模型产生了类似的结果 - 当周围被基质包围时，肿瘤细胞能够克服氨基酸减少。接下来，通过在胶原蛋白上加荧光标记并观察其在细胞内的过程，作者显示细胞摄取ECM并在称为溶酶体的消化区域内将其分解；当通过化学方法交联ECM的组分时，细胞无法摄取。进一步的调查表明，摄取是通过称为大囊吞噬作用的摄取过程进行的，细胞会吞噬大量的细胞外材料。通过代谢组分析，研究人员发现，两种氨基酸酪氨酸和苯丙氨酸的取得和分解主导了饥饿状态下代谢变化。谢菲尔德科学家指出，这两种氨基酸可以通过线粒体三羧酸（克雷布斯）循环产生能量的原材料。当他们减少苯丙氨酸到克雷布斯循环中的中心酶4-羟基苯丙酮酸二氧酶般蛋白（HPDL）时，细胞生长明显受到抑制。阻断或降低HPDL或大囊吞噬作用促进剂PAK1的表达，降低了肿瘤细胞迁移和侵入周围组织的能力。Elena Rainero博士补充说：“我们的研究结果表明，乳腺癌细胞在营养匮乏时利用细胞外基质中的营养物质，这一过程依赖于大囊吞噬作用和关键氨基酸的代谢转化为释放能量的底物。HPDL介导的酪氨酸和苯丙氨酸代谢可能是在缺乏营养物质的微环境中繁衍的癌细胞的一种代谢脆弱性。”治疗研究信息经理Anna Kinsella博士表示：“由于研究的进展，过去50年英国乳腺癌的存活率翻了一番，但每年在英国仍有大约11500例乳腺癌死亡病例。像这样的研究为未来的进展奠定了基础，对于开发更好的治疗方法至关重要。在这些发现能够从实验室工作转移到床边之前还需要更多研究，该团队的见解为未来治疗提供了一个有希望的新途径。”谢菲尔德目前正在招聘高素质的研究人员来对抗癌症。获取更多信息请点击此处：https://cancer-research-sheffield.co.uk/
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