EMBO Journal 腫瘤細胞是谷氨酰胺癮君子嗎?

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2017-04-18 09:46:00【大中小】

大多數(shù)癌癥都需要大量谷氨酰胺進行快速生長。大量研究表明沒有“谷氨酰胺癮”這種現(xiàn)象，它們便不能生存。這便帶來了這個抗癌觀點，即預防谷氨酰胺攝取可能是一種潛在的腫瘤治療策略。德國柏林和維爾茲堡的一項研究表明盡管谷氨酰胺缺乏會抑制某些腫瘤細胞的增殖，但是它們大多數(shù)都不會被殺死。人們便不禁產(chǎn)生疑問：是否這樣的治療性干預會導致癌癥緩解。這項研究于近日發(fā)表在The EMBO Journal雜志上。

腫瘤細胞

谷氨酰胺癮通常是在細胞培養(yǎng)系統(tǒng)中研究，這種情況會通過改變基因使細胞過表達c-MYC——所有細胞生長和增殖的重要調(diào)節(jié)物，在癌癥中，它通常會失調(diào)。這些系統(tǒng)中，谷氨酰胺匱乏對細胞而言是致命的，但是這種情況是否也發(fā)生在自然生長的腫瘤中？為了解決此問題，柏林和維爾茲堡的研究團隊進一步檢查結(jié)腸癌細胞，該細胞本身就高表達c-MYC。他們發(fā)現(xiàn)，當谷氨酰胺缺乏時，這些癌細胞并不會死亡。相反，他們會進入一個增值停滯的可逆狀態(tài)。

此外，研究人員發(fā)現(xiàn)過表達c-MYC的細胞培養(yǎng)系統(tǒng)以及自然發(fā)生的結(jié)腸癌細胞產(chǎn)生c-MYC的調(diào)控方式不同。細胞培養(yǎng)系統(tǒng)中，c-MYC蛋白質(zhì)將總是處于較高水平。相反，一旦谷氨酰胺缺乏，結(jié)腸癌細胞中c-MYC水平的基因表現(xiàn)呈現(xiàn)下調(diào)趨勢。這就表明，一旦谷氨酰胺缺乏，c-MYC便可能殺死細胞。研究人員因此調(diào)查了c-MYC的精確作用及其受谷氨酰胺調(diào)控的方式。

谷氨酰胺可以應用于許多細胞通路，包括核苷酸的生成以及DNA和RNA的構(gòu)建。當谷氨酰胺含量低時，核苷酸的水平就會下降。研究人員發(fā)現(xiàn)，這反過來也會造成c-MYC水平下降。

谷氨酰胺及其代謝產(chǎn)物腺苷通過3'-UTR對Myc的控制翻譯

c-MYC的一個主要功能就是調(diào)節(jié)大量基因的轉(zhuǎn)錄。因此，當核苷酸水平很低時，c-MYC濃度下降，轉(zhuǎn)錄也下調(diào)。 “我們的研究結(jié)果表明c-MYC與核苷酸有效轉(zhuǎn)錄有聯(lián)系。“ 該項研究的首席研究員之一、柏林Max-Delbrück分子醫(yī)學中心的Stephen Kempa說，“對于細胞而言，有這樣的一種機制是非常有意義的——甚至當它缺少構(gòu)建模塊時，不會試圖制造RNA，。”

但是，這種關系并不在體外的高表達c-MYC的培養(yǎng)模型（主要用于調(diào)查癌癥中谷氨酰胺癮的系統(tǒng)）中存在。在這些細胞中，盡管核苷酸太少，但是一旦谷氨酰胺缺乏，轉(zhuǎn)錄機制會依舊保持運行。這也可能導致錯誤。新出現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄將被搗亂，新生的轉(zhuǎn)錄物只會纏結(jié)在一起，形成對細胞致命的環(huán)狀物質(zhì)。“谷氨酰胺癮主要在細胞培養(yǎng)系統(tǒng)中調(diào)查可能已經(jīng)高估了谷氨酰胺缺乏的殺傷力，”和Kempa共同領導研究、來自維爾茲堡大學的Martin Eilers說。

原文來源

The 3'-UTR of MYC couples RNA polymerase II function to ribonucleotide levels.