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美國紐約冷泉港實驗室（CSHL）網(wǎng)站近日報道稱，該實驗室研究人員在腫瘤細胞中發(fā)現(xiàn)3種阻抑蛋白，可影響丙酮酸激酶的兩個亞型的剪接，從而改變細胞代謝機制。該發(fā)現(xiàn)有助于科學家理解并克服困擾醫(yī)學界長達80年的難題——“瓦伯格效應(yīng)”，并將有助于找到一種抑制腫瘤細胞代謝和腫瘤生長的新方法。相關(guān)研究成果刊發(fā)在最近的《美國國家科學院院刊》網(wǎng)絡(luò)版上。
20世紀30年代，德國生物化學家奧托·瓦伯格發(fā)現(xiàn)，腫瘤和正常成體組織存在著代謝差異，它們通過糖酵解產(chǎn)能，并產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品——乳酸。這種代謝性質(zhì)使得腫瘤細胞的耗糖速度遠大于正常細胞。這種腫瘤細胞對糖酵解通路產(chǎn)能依賴增強的現(xiàn)象，稱為“瓦伯格效應(yīng)”，它會極快地促進細胞增生和腫瘤生長。而最近有研究表明，是一種叫做PK-M2（丙酮酸激酶M2）的蛋白促進了腫瘤細胞的這種代謝，對腫瘤的形成和生長起著至關(guān)重要的作用。
PK-M2是丙酮酸激酶的一個亞型，而其另一個亞型PK-M1，則與M2不同，是無害的。這兩種亞型都源于同一基因——PK-M基因。該基因以一種獨一無二的方式進行可變剪接（即基因的mRNA前體按不同的方式剪接，產(chǎn)生出兩種或更多種mRNA），生成M1和M2兩種亞型。在腫瘤細胞中，PK-M基因的可變剪接為何會只產(chǎn)生危險的M2，而不產(chǎn)生無害的M1，則一直是個謎團。
美國紐約冷泉港實驗室阿德里安·克萊內(nèi)爾教授領(lǐng)導的研究小組，對多種類型癌癥細胞中的眾多剪接因子進行了篩查，最終發(fā)現(xiàn)了決定著M1和M2開關(guān)的3種剪接阻抑蛋白。研究人員發(fā)現(xiàn)，這3種蛋白在腫瘤細胞中的含量很高，是它們抑制了M1亞型的剪接，使腫瘤細胞只產(chǎn)出M2。通過降低細胞中這3種蛋白的水平，可降低M2水平和乳酸生成量，恢復M1的生成，從而在很大程度上逆轉(zhuǎn)“瓦伯格效應(yīng)”。
克萊內(nèi)爾指出，這3種阻抑蛋白被阻斷后，細胞并不會完全停止M2的生產(chǎn)，這表明可能還有其他的剪接因子影響著M1和M2的開關(guān)。
目前該研究團隊正在尋找其他可能的剪接因子。而這種恢復正常的代謝狀態(tài)是否會阻礙腫瘤細胞的快速生長，則有待進一步研究。
克萊內(nèi)爾表示，雖然對于“瓦伯格效應(yīng)”還有幾個基本問題尚未解決，目前也還不十分清楚該效應(yīng)的作用機制，但關(guān)于細胞代謝機制的研究或可有助于揭開這一謎題，從而發(fā)現(xiàn)新的分子藥物標靶，開發(fā)出剪接因子抑制藥物和逆轉(zhuǎn)“瓦伯格效應(yīng)”的藥物，通過改變腫瘤細胞的代謝機制來治療癌癥。
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