德克薩斯大學(xué)生物科學(xué)助理教授Jung-whanKim博士說:“一直以來,科學(xué)界認(rèn)為癌細(xì)胞非常依賴于糖作為能量來源,我們這次的研究發(fā)現(xiàn)一種特殊類型的癌癥(鱗狀細(xì)胞癌)依賴糖的程度更加顯著。”
Kim最初想要研究兩種主要類型的非小細(xì)胞性肺癌的代謝差異,即肺腺癌(ADC)和肺鱗狀細(xì)胞癌(SqCC)。大約四分之一的肺癌都是SqCC,這一類型的肺癌治療非常困難,很難使用靶向療法。
該研究團(tuán)隊(duì)從癌癥基因組圖譜政府?dāng)?shù)據(jù)庫中獲得了數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)庫包含33種癌癥的11000名癌癥患者的數(shù)據(jù)?;谶@些數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn),葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在SqCC中的含量比在ADC中高得多。該蛋白名為GLUT1,它將葡萄糖運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞中,葡萄糖作為細(xì)胞的能量源,促進(jìn)細(xì)胞的代謝作用。GLUT1對于正常的細(xì)胞功能也很重要,比如構(gòu)造細(xì)胞膜。
GLUT1的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(綠色)在肺鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中(右側(cè))比在肺腺癌細(xì)胞中(左側(cè))更多
Kim說:“在此研究之前,人們認(rèn)為這兩種肺癌的代謝特征相似,但是我們發(fā)現(xiàn)它們是不同的。這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步說明了癌癥并不是單一的一種疾病,而是具有不同特征的多種疾病。”
GLUT1含量增加意味著SqCC需要更多的糖,研究人員通過對人類肺部組織進(jìn)行研究,并分離出肺癌細(xì)胞尋找進(jìn)一步的證據(jù),同時(shí)也使用了動物模型。
Kim說:“我們從不同的實(shí)驗(yàn)角度來觀察這一現(xiàn)象,這些實(shí)驗(yàn)都表明GLUT1在SqCC細(xì)胞中非?;钴S。相比之下肺腺癌依賴糖的程度更低。這是首個(gè)系統(tǒng)闡述兩種肺癌代謝機(jī)制不同的研究。”
研究人員還對GLUT1抑制劑在分離出的肺癌細(xì)胞和患有這兩種肺癌的小鼠體內(nèi)的作用深入研究。
Kim說:“當(dāng)我們對肺癌小鼠使用GLUT1抑制劑時(shí),SqCC癌癥減弱了,但是對ADC沒影響。SqCC并沒有被完全消滅,但是腫瘤的生長速度變慢了。總的來說,我們的發(fā)現(xiàn)表明,GLUT1可以作為新藥物的潛在靶標(biāo),尤其是針對SqCC肺癌。”
除了SqCC,該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)GLUT1在其他四種鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中的高表達(dá):頭、頸、食道和頸椎。
Kim說:“身體中有很多不同的器官和組織,但是鱗狀細(xì)胞癌在葡萄糖攝取方面非常相似。這種癌癥消耗了大量的糖,我們下一步工作就是要弄清楚背后的原因。”
Kim團(tuán)隊(duì)的下一項(xiàng)研究將關(guān)注限制糖的飲食對動物模型肺癌進(jìn)程的影響。
Kim:“糖是飲食文化的一部分。過量攝入糖不但會導(dǎo)致糖尿病等疾病,而且越來越的證據(jù)表明某些癌癥也與糖相關(guān)。我們需要從科學(xué)的角度知道,是否可以通過飲食變化來影響癌癥的進(jìn)程。”