近一個世紀以來,，研究人員已經(jīng)知道癌細胞不同于正常細胞，其葡萄糖代謝方式發(fā)生了變化。近日,，Broad研究所和馬薩諸塞州總醫(yī)院的研究人員研究了60種腫瘤細胞株,，分析了腫瘤細胞處于細胞分裂期時，超過200多種腫瘤細胞消耗或釋放的代謝產物,。研究發(fā)現(xiàn)最小的氨基酸——甘氨酸在癌細胞擴散中發(fā)揮關鍵作用,。其研究結果刊登在5月25日的國際權威雜志Science上。
Vamsi Moothas表示：科學家們對癌癥新陳代謝的興趣日益增長,，但最新的研究都基本已經(jīng)集中于一條或兩條非常特定的代謝途徑上,。研究團隊發(fā)現(xiàn)甘氨酸代謝途徑與癌細胞的分裂增長密切相關。
運用CORE(COnsumption and RElease)技術,，我們可以定量準確確定每一個細胞每小時消耗或釋放每個代謝產物的量,。
新的研究數(shù)據(jù)最引人注目的成果之一是甘氨酸代謝模式是如何與癌癥細胞分裂的速度有關聯(lián)的。在分裂慢的細胞中,，少量的甘氨酸會被細胞釋放到細胞培養(yǎng)基中,。但在迅速分裂的癌細胞中，甘氨酸會被代謝,。研究人員表示這意味著快速分裂的癌細胞會很快消耗代謝物,，而分裂慢的細胞實際上會慢慢釋放代謝產物。
除了研究與細胞分裂率相關的代謝產物外,，研究團隊也研究了近1500種代謝酶的表達,。其中線粒體內甘氨酸合成所需的酶與細胞分裂速度最高度相關的。
研究人員有兩個獨立的方法來開展研究：代謝產物分析圖譜以及基因表達圖譜,，這兩種方法都顯示甘氨酸是與腫瘤細胞增殖率相關的重要的代謝產物,。
為了進一步驗證和闡明這些研究結果，研究人員通過去除培養(yǎng)基中甘氨酸或是阻斷參與甘氨酸合成的代謝酶,，以此來剝奪腫瘤細胞的甘氨酸后,，結果發(fā)現(xiàn)在這兩種情況下，快速分裂的癌細胞分裂速度減慢,，但增長較慢的癌細胞卻并沒有受到影響,。（生物谷：Bioon.com）
doi:10.1126/science.1218595
PMC:
PMID:
Metabolite Profiling Identifies a Key Role for Glycine in Rapid Cancer Cell Proliferation
M. Jain, R. Nilsson, S. Sharma, N. Madhusudhan, T. Kitami, A. L. Souza, R. Kafri, M. W. Kirschner, C. B. Clish, V. K. Mootha.
Metabolic reprogramming has been proposed to be a hallmark of cancer, yet a systematic characterization of the metabolic pathways active in transformed cells is currently lacking. Using mass spectrometry, we measured the consumption and release (CORE) profiles of 219 metabolites from media across the NCI-60 cancer cell lines, and integrated these data with a preexisting atlas of gene expression. This analysis identified glycine consumption and expression of the mitochondrial glycine biosynthetic pathway as strongly correlated with rates of proliferation across cancer cells. Antagonizing glycine uptake and its mitochondrial biosynthesis preferentially impaired rapidly proliferating cells. Moreover, higher expression of this pathway was associated with greater mortality in breast cancer patients. Increased reliance on glycine may represent a metabolic vulnerability for selectively targeting rapid cancer cell proliferation.
