胰腺癌不尋常的代謝途徑帶來全新治療靶點,且副作用更低
胰腺癌(Pancreatic Cancer),是一種惡性程度很高,診斷和治療都很困難的消化道惡性腫瘤,其中胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)占全部胰腺癌的95%以上。近年來,胰腺癌發(fā)病率明顯上升,胰腺癌早期的確診率不高,發(fā)現(xiàn)時往往已是晚期,由于生存率低、預(yù)后差,胰腺癌也被稱為“癌中之王”。
在過去的二十年里,關(guān)于新的癌癥治療方法和藥物的大部分研究都集中在基因靶點上,這些靶點通過改變細胞信號或關(guān)閉腫瘤抑制因子來促進癌癥生長和擴散。然而,越來越多的證據(jù)表明,癌細胞代謝的獨特特征可能為開發(fā)直接影響腫瘤而不影響健康細胞的治療方法提供新的機會。
近日,哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員在 Nature 期刊發(fā)表了題為:Ornithine aminotransferase supports polyamine synthesis in pancreatic cancer 的研究論文。
該研究發(fā)現(xiàn),胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)使用一種正常細胞很少使用的獨特的代謝途徑來獲取和產(chǎn)生生存所需的營養(yǎng),該途徑依賴于鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶(OAT),這為開發(fā)專門針對胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)的新療法提供了新靶點,而且副作用更低。
胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)是一種高致死率的惡性腫瘤,發(fā)病率不斷上升,且預(yù)后較差,因此亟需開發(fā)有效的治療方法。雖然靶向腫瘤代謝已成為十多年來癌癥研究的熱點,但腫瘤代謝的可塑性和高毒性風(fēng)險限制了這種抗癌策略。
為了支持腫瘤生長,胰腺腫瘤必須產(chǎn)生大量的多胺化合物。大多數(shù)細胞使用依賴精氨酸的過程來制造它們所需的多胺。然而,胰腺腫瘤的微環(huán)境中通常缺乏精氨酸的。
在這項發(fā)表于 Nature 的新研究中,研究團隊在人類和小鼠的體外和體內(nèi)模型中發(fā)現(xiàn),胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)對谷氨酰胺從頭合成鳥氨酸具有明顯的依賴性。這種依賴性與胰腺導(dǎo)管腺癌的腫瘤微環(huán)境中的精氨酸耗竭有關(guān),并由突變的KRAS驅(qū)動,突變激活的KRAS誘導(dǎo)鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶(OAT)和多胺合成酶的表達,導(dǎo)致胰腺導(dǎo)管腺癌細胞轉(zhuǎn)錄組和開放染色質(zhì)景觀的改變。
也就是說,胰腺腫瘤會轉(zhuǎn)向鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶(OAT)途徑,該途徑使用谷氨酰胺而不是精氨酸來產(chǎn)生多胺,這一途徑主要在嬰兒期和禁食的成年人腸道中活躍。
OAT是胰腺導(dǎo)管腺癌細胞多胺合成和腫瘤生長所必需的
通過使用鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶(OAT)途徑來制造多胺,腫瘤就能夠克服具有挑戰(zhàn)性的精氨酸耗竭的腫瘤微環(huán)境。而這也為我們提供了一個新的靶點——靶向抑制OAT,有望抑制腫瘤生長。
為了驗證這一想法,研究團隊嘗試在細胞和小鼠模型中抑制OAT的表達(敲低OAT基因或使用抑制劑阻斷OAT),代謝和細胞生長實驗顯示,這兩種方式都能夠在細胞和小鼠模型中顯著抑制腫瘤細胞生長。
研究團隊表示,從本質(zhì)上來說,我們想要開發(fā)一種化合物,它能夠靶向一種主要由癌細胞使用的酶,這樣就能在不影響其他正常細胞的情況下以更低的副作用攻擊腫瘤。這項研究發(fā)現(xiàn),胰腺癌細胞以來OAT來產(chǎn)生生長所需的代謝物多胺,而正常成年細胞通常不使用這一途徑,因此OAT可作為一個潛在的胰腺癌治療靶點。
面對腫瘤微環(huán)境中缺乏精氨酸的問題,癌癥找到了解決問題的辦法,通過OAT途徑產(chǎn)生生長所需的多胺,而這項研究表明,靶向這一途徑,讓癌細胞無法繞過,是胰腺癌治療的一些新選擇,具有很強的臨床轉(zhuǎn)化價值。
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