近一個(gè)世紀(jì)以來,，研究人員已經(jīng)知道癌細(xì)胞不同于正常細(xì)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(xì)胞株,，分析了腫瘤細(xì)胞處于細(xì)胞分裂期時(shí),，超過200多種腫瘤細(xì)胞消耗或釋放的代謝產(chǎn)物。研究發(fā)現(xiàn)最小的氨基酸——甘氨酸在癌細(xì)胞擴(kuò)散中發(fā)揮關(guān)鍵作用,。其研究結(jié)果刊登在5月25日的國際權(quán)威雜志Science上,。
Vamsi Moothas表示：科學(xué)家們對(duì)癌癥新陳代謝的興趣日益增長(zhǎng)，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(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)甘氨酸代謝途徑與癌細(xì)胞的分裂增長(zhǎng)密切相關(guān),。
運(yùn)用CORE(COnsumption and RElease)技術(shù)，我們可以定量準(zhǔn)確確定每一個(gè)細(xì)胞每小時(shí)消耗或釋放每個(gè)代謝產(chǎn)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(xì)胞分裂的速度有關(guān)聯(lián)的,。在分裂慢的細(xì)胞中，少量的甘氨酸會(huì)被細(xì)胞釋放到細(xì)胞培養(yǎng)基中,。但在迅速分裂的癌細(xì)胞中,，甘氨酸會(huì)被代謝。研究人員表示這意味著快速分裂的癌細(xì)胞會(huì)很快消耗代謝物,，而分裂慢的細(xì)胞實(shí)際上會(huì)慢慢釋放代謝產(chǎn)物,。
除了研究與細(xì)胞分裂率相關(guān)的代謝產(chǎn)物外，研究團(tuán)隊(duì)也研究了近1500種代謝酶的表達(dá),。其中線粒體內(nèi)甘氨酸合成所需的酶與細(xì)胞分裂速度最高度相關(guān)的,。
研究人員有兩個(gè)獨(dú)立的方法來開展研究：代謝產(chǎn)物分析圖譜以及基因表達(dá)圖譜，這兩種方法都顯示甘氨酸是與腫瘤細(xì)胞增殖率相關(guān)的重要的代謝產(chǎn)物,。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證和闡明這些研究結(jié)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(xì)胞的甘氨酸后,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在這兩種情況下,，快速分裂的癌細(xì)胞分裂速度減慢，但增長(zhǎng)較慢的癌細(xì)胞卻并沒有受到影響,。（生物谷：Bioon.com）
doi:10.1126/science.1218595
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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.
