抑制癌症转移新标的国卫院发现KDM4C
癌症转移可说是癌症治疗最棘手的问题,同时也是癌症患者的主要死因,而酸化的环境有利于癌症转移,癌细胞为了快速分裂,常利用步骤较少产能效率较低的无氧糖解快速产生能量,而非步骤较复杂,但产生能量较多的有氧糖解,这种特殊代谢现象称为瓦氏效应(Warburgeffect)。
癌细胞可利用无氧糖解的代谢产物作为细胞增生分裂的原料,代谢产生的乳酸还会酸化肿瘤环境帮助癌细胞转移,因此如何抑制癌细胞的无氧糖解作用,成癌症医疗的关键问题之一。
国卫院细胞及系统医学研究所副研究员褚志斌研究团队,利用摄护腺癌细胞进行研究,发现剔除KDM4C后的癌细胞,与糖类、蛋白质与脂肪代谢的重要基因与蛋白质都有被抑制的现象,细胞内线粒体能量代谢跟有氧呼吸功能都出现失能,而让癌细胞赖以为生的糖解作用信号与产生ATP能量代谢的路径也受到抑制,证明KDM4C基因对癌细胞代谢扮演关键角色。
过去的研究发现摄护腺肿瘤中的组蛋白去甲基酶KDM4C表现量较正常细胞高出许多,KDM4C蛋白会促进摄护腺癌肿瘤生长,因此研究团队通过分析临床检体发现,有发生转移的摄护腺癌组织表现更多的组蛋白去甲基酶KDM4C基因,而当使用KDM4C抑制剂SD70时,癌细胞的移动与侵袭能力显著受到抑制,显示KDM4C可能在癌症转移上,具有相当的重要性。
举例像在斑马鱼动物模型实验中,再次证实剔除KDM4C基因能有效抑制这些肿瘤的转移,而这项研究成果于今年3月发布在国际期刊《ClinicalandTranslationalMedicine》。
研究团队通过一系列生化实验证明KDM4C可以直接调控致癌基因c-Myc基因跟蛋白质的表现量,c-Myc是最著名致癌基因之一,不但调控癌细胞的生长、存活,还调控许多新陈代谢酵素,其中在细胞无氧糖解时,帮助细胞将糖类代谢物最后转化为乳酸的乳酸去氢酶LDHA就是直接受到c-Myc所调控的。
研究团队证实,剔除KDM4C的摄护腺癌细胞,在糖解作用的代谢基因与代谢物皆受到严重影响,且不论是剔除KDM4C基因或是c-Myc基因,皆可以减少细胞分泌的乳酸,同时导致细胞内丙酮酸的堆积,降低癌细胞的转移能力。
过去虽了解LDHA会随细胞内的c-Myc改变而改变,而癌细胞中的LDHA释放乳酸导致周边环境酸化,将有利于癌细胞的转移与侵袭,但因为c-Myc蛋白的特性,在药物与标靶治疗的开发上有一定难度。
这次发现组蛋白去甲基酶KDM4C通过调控c-Myc/LDHA/糖解新陈代谢路径而促进摄护腺癌的转移,是调控摄护腺癌细胞葡萄糖新陈代谢的重要关键,这结果提供新的药物开发资讯,而目前海内外学者已着手开发KDM4C的抑制药物,期望通过精准抑制肿瘤中的KDM4C/c-Myc/LDHA/糖解代谢,达到阻绝或延缓摄护腺癌转移的新治疗方针。
(首图来源:国卫院)
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