细胞中的能量管理可是癌症防御的关键

正在进行的通过控制细胞的能量调节来治疗疾病的努力(一项由Dartmouth医学院领衔的合作研究)表明，当受窘迫时，缺少一种肿瘤抑制激酶-LKB1-的细胞可保持正常的能量水平。这种能量调节是防止细胞过快死亡的关键机制。这项研究为抗击肿瘤的癌样生长和治疗2型糖尿病及肥胖带来了新的进展。结果发表在8月12日的《生物化学杂志》上。
Lee Witters和Eugene W. Leonard博士领导了这项研究。前者是DMS的医学和生物化学教授，后者是Dartmouth大学的生物科学教授，他研究激酶已经超过25年。激酶包括一个很大的酶蛋白家族，在大多数动物细胞中发挥关键作用。他把研究的精力主要集中在AMP活化的激酶(AMPK)上，而AMPK负责着细胞代谢路径中能量控制。
“细胞的能量水平关系着它的生存，”Witters解释说，他把低能量的细胞比作没有汽油的小轿车。“在之前的研究中我们发现，当被激酶LKB1激活后，细胞的‘油压表’-AMPK-可反过来修复细胞中的任何缺陷。在这项JBC研究中，我们希望看到AMPK也可被除LKB1以外的其他物质激活。”
“我们决定利用宫颈癌和肺癌细胞进行实验，因为这两种肿瘤细胞代谢路径中无LKB1，”Rebeccca Hurley说，她是第一作者。与澳大利亚St. Vincent学院和Duke大学的研究者密切合作，DMS小组在这些癌细胞中发现两种激酶，CaMKKα和CaMKKeta;，在无LBK1的情况下可调节AMPK的活性。
“加上这这两种激酶，我们认为基本上发现了细胞中与能量调节有关的激酶，这样可能对癌症的治疗有利，”Hurley说。“如我们可能抑制癌症细胞适应能量不足的能力，它可失去生长优势。&rdquoldquo;在做出突破性进展之前，我们需要搞清楚这些蛋白是如何相互作用的，”Wittersyu。“这就象是扑克，你不但要知道每一张自身都很重要，你还要懂得以何种顺序打出才可能赢牌。”
除了AMPK调节的抗癌潜力，这种酶还对胰岛素或血糖的改变有反应，并对损害的能量代谢起到修复作用，这是2型糖尿病的特点。“这提示在一些类型糖尿病和肥胖的治疗中，AMPK会是一种吸引人的靶点，”Witters说。
当Witterrs的实验室继续集中注意力研究这些激酶在疾病治疗中的核心作用时，他认识到这项研究开始变得更加复杂，需要采取多种方式来寻找解决办法。Witters相信重大的科学突破的产生需要开放性地协作。
DMS(Dartmouth Medical School)研究人员一直试图通过操纵细胞能量的调节来抵御疾病。由DMS领导的一项新研究证明缺少一种肿瘤抑制激酶LKB1的细胞仍然能够在胁迫条件下维持健康的能量水平。这种能量调节对避免细胞快速死亡至关重要。这项研究的结果不但是人们向着战胜癌变肿瘤生长目标前进的一个新进展，而且也是Ⅱ型糖尿病和肥胖研究的一个重要进展。研究的结果公布在8月12日的Journal of Biological Chemistry(JBC)上。
激酶包括一个大的酶蛋白家族&mdashmdash;它们在大多数动物细胞中起到关键的作用。Lee Witters主要研究了AMPK(AMP-activated kinase)，这种激酶负责监控细胞途径中的能量。一个细胞中的能量水平对它的存活至关重要。在先前的研究中，研究人员发现细胞的“气体标尺”AMPK在被激酶LKB1开启时逆转并改变细胞中的任何短缺。在新的研究中，研究人员则是想要知道AMPK是否也被除LKB1外的物质开启。
研究使用宫颈癌细胞和肺癌细胞。他们发现这些癌细胞中的两种激酶(CaMKK类)能够调节AMPK而不依赖LBK1。研究人员认为这两种激酶的发现意味着人们已经知道了几乎所有的在细胞中负责能量调节的因子。如果人们能够抑制一个癌细胞适应能量不足的能力，那么它就会丧失它的生长优势。
除了AMPK的抗癌潜力，这种酶还对胰岛素或者葡糖的变化起反应，并调停受损的能量代谢&mdashmdash;Ⅱ型糖尿病的一个特征。这意味着AMPK是治疗一些形式的糖尿病和肥胖的一个非常具有吸引力的靶标。
目前，Witter的实验室还在继续探索激酶在疾病治疗中的中心作用。随着研究的不断深入，这项研究会变得越来越复杂并且需要多种方法来找到答案。