让癌细胞自己饿死自己，科学家找到肿瘤新方法｜Science

Posted 2022-11-20 QbitAl

詹士 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

「让癌细胞自己饿死自己！」

这是一个德国研究团队提出的新治疗思路。

该研究团队称，他们发现一种未表征基因，倘若去掉它，癌细胞将无法从蛋白质获取能量，造成营养匮乏，难以继续增殖。

目前该成果已被Science收录并首次发表。有媒体评价，该项工作打开了癌症治疗的新大门。

具体啥情况？往下看。

找到癌细胞的「吃饭家伙」

要想「饿死」癌细胞，科学家先从「吃饭」下手研究。

癌细胞由于常处于营养缺乏的微环境中，其能量和蛋白质大多通过一种称为巨胞饮作用（macropinocytosis）的机制来获取。

所谓巨胞饮作用，指的是：

细胞在被营养因子等刺激后，细胞质膜发生褶皱，不加选择地包裹大量外营养物质和液相大分子，再运送到溶酶体中降解的过程。

△ 细胞获取营养的不同方式

德国研究团队们认为，一种溶酶体酶转运因子（简写LYSET），是控制癌细胞巨胞饮作用的关键，相当于肿瘤细胞的吃饭家伙。

为了验证上述观点，科学家从人和小鼠身上提取了数种不同的癌细胞以及胚胎成纤维细胞(MEF)，通过溶酶体离心分离的方式，对部分样本敲除LYSET处理，再放入培养皿中观察细胞发育增殖状况。

研究者以一种胰腺癌细胞为例，敲除LYSET后，发现细胞在缺乏白蛋白亮氨酸环境下无法增殖。

接着，他们扩大了实验范围。

在包含结肠癌、肺癌、膀胱癌、小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)上，研究者进行相同操作，与之一致的是，在缺乏亮氨酸培养基中，LYSET的缺乏严重抑制了所有癌细胞的增殖与活力。

△蓝色为实验组，灰色为对照组

为进一步研究LYSET作用，研究者又将用荧光标记牛血清蛋白，将敲除LYSET细胞及对照组放入培养，结果发现荧光色也无法被实验组细胞吸收。

同时，科学家还研究了细胞酶的活性。

相比对照组，去掉LYSET的细胞内的组织蛋白酶B、组织蛋白酶L、β-半乳糖苷酶、α-甘露糖苷酶的活性均很低。

尤其在前两种组织蛋白酶上，去掉LYSET的癌细胞活性与加入蛋白酶抑制剂的对照组已经非常接近。

也就是说，缺乏LYSET下，细胞内上述几种酶很难发挥作用。

为进一步研究LYSET对巨胞饮作用的影响，科学家还观察了缺失该物质下细胞内部蛋白消化状况——

能明显看出，缺乏LYSET的细胞内部有消化不完全情况。

值得一提的是，另一种物质GNPTAB缺失也导致同样情况，研究者认为，该物质与LYSET均是癌细胞开启巨胞饮作用的关键。

此外，研究者也发现，在营养丰富的条件下，LYSET缺失对癌细胞增殖影响不大，考虑到肿瘤生长时，体内环境往往难以提供足够营养，它仍需要LYSET——

因此，研究团队认为该成果对相关肿瘤的抑制与治疗仍十分有价值。

目前，网上已有其他研究者关注到此成果，有人赞赏Incredible。

团队介绍

介绍下上述成果的幕后研究者。

一作Catarina Pechincha，在德国癌症研究中心（DKFZ）读博士，2015年毕业于葡萄牙科英布拉大学药学院生物分析科学专业。

二作Sven Groessl，同样来自德国癌症研究中心（DKFZ）。

第三作者Robert Kalis，来自奥地利，在维也纳分子病理学研究所工作。

参考链接：
[1]https://interestingengineering.com/health/protein-eating-cancer-cells-can-be-made-to-starve-themselves-research-is-showing
[2]https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn5637
[3]https://www.dkfz.de/en/presse/pressemitteilungen/2022/dkfz-pm-22-48-Breaking-down-proteins-How-starving-cancer-cells-switch-food-sources.php