醋酸盐有助于低氧癌细胞获取脂肪

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cruk_jurrekamphorst_21514_web今天的来宾博客是一个癌症研究英国职业发展研究员,Jurre Kamphorst,专注于癌细胞中的代谢应力反应发表在癌症和代谢

与正常细胞不同,癌细胞被连接以保持生长。这种持续的生长需要持续的细胞构建块供应,包括细胞膜的脂肪酸。通常,脂肪酸主要由葡萄糖制成。然而,肿瘤通常面临降低的氧气水平(缺氧),导致葡萄糖仅部分代谢并分泌为乳酸,而不是用于脂肪酸合成。我们发现乙酸葡萄糖的替代品是低氧癌细胞中脂肪酸合成的来源。

最初,我们有兴趣了解有关脂肪酸代谢的更多信息,这是癌基因表达和氧气可利用性的函数。因此,我们开发了一种测定质谱法测量脂肪酸的测定法。一个关键方面是,我们为培养的癌细胞饲喂稳定的葡萄糖和谷氨酰胺的稳定版本。

它们的碳比正常葡萄糖和谷氨酰胺重。通过在脂肪酸中“追踪”这些重碳,我们可以分辨出细胞与细胞相对于从细胞沐浴的培养基中取出的细胞脂肪酸的一部分。

我们正在对低氧癌细胞进行分析,因为当我们注意到某些特殊的东西时,我们有理由相信它们比正常细胞更多地依赖于脂肪酸的摄取。我们的方法使我们能够确定脂肪酸前体乙酰辅酶A的何处,我们发现低氧中的葡萄糖或谷氨酰胺不是来自葡萄糖或谷氨酰胺的相当一部分,而是来自其他东西。

在测试了各种潜在候选者之后,我们发现神秘来源是乙酸盐。所有癌症类型均表现出乙酸盐在缺氧中的使用量增加,我们的初步发现表明,尤其是结直肠癌,乳腺癌和胰腺癌,尤其是醋酸盐消费者。

在我们的研究之前,已经有一定的兴趣使用PET成像来利用乙酸作为癌症的诊断标记。现在,我们为这种方法提供了可靠的生化基础,我们预测低氧癌症可以接受这种类型的筛查。

乙酰-COA合成酶2(ACSS2)是将乙酸转化为乙酰辅酶A的酶,其抑制作用可能会减慢甚至停止肿瘤的生长。文章将很快由Eyal Gottlieb和Steve McKnight的实验室发表,证明对ACSS2的抑制确实具有抗肿瘤作用。针对ACSS2的新药的开发已经在进行中。

要了解最佳抑制ACSS2,并且在何种情况下,其抑制作用将特别有效,将需要更基本的研究。为此,我们对更详细地量化了乙酸对脂肪酸代谢的贡献及其对谷氨酰胺和脂肪酸进口的重要性(另外两个,最近报道了癌症脂肪酸的前体)。目前尚不清楚ACSS2活性的诱导是否是由酶丰度增加,某种形式的酶修饰或两者兼而有之引起的。因此,关于ACSS2活动的调节方式仍然有很多值得了解的知识。

我们对发现醋酸盐在低氧癌细胞中的作用感到非常兴奋。它表明,关于癌症代谢的基本方面仍然有很多要学习的知识,我们希望这将导致抗癌药物。

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