正在進(jìn)行的通過控制細(xì)胞的能量調(diào)節(jié)來治療疾病的努力(一項(xiàng)由Dartmouth醫(yī)學(xué)院領(lǐng)銜的合作研究)表明,，當(dāng)受窘迫時(shí)，缺少一種腫瘤抑制激酶-LKB1-的細(xì)胞可保持正常的能量水平,。這種能量調(diào)節(jié)是防止細(xì)胞過快死亡的關(guān)鍵機(jī)制,。這項(xiàng)研究為抗擊腫瘤的癌樣生長和治療2型糖尿病及肥胖帶來了新的進(jìn)展。結(jié)果發(fā)表在8月12日的《生物化學(xué)雜志》上,。
Lee Witters和Eugene W. Leonard博士領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究,。前者是DMS的醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)教授，后者是Dartmouth大學(xué)的生物科學(xué)教授，他研究激酶已經(jīng)超過25年,。激酶包括一個(gè)很大的酶蛋白家族,，在大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)揮關(guān)鍵作用,。他把研究的精力主要集中在AMP活化的激酶(AMPK)上，而AMPK負(fù)責(zé)著細(xì)胞代謝路徑中能量控制,。
“細(xì)胞的能量水平關(guān)系著它的生存,，”Witters解釋說,，他把低能量的細(xì)胞比作沒有汽油的小轎車。“在之前的研究中我們發(fā)現(xiàn),，當(dāng)被激酶LKB1激活后,，細(xì)胞的‘油壓表’-AMPK-可反過來修復(fù)細(xì)胞中的任何缺陷,。在這項(xiàng)JBC研究中,，我們希望看到AMPK也可被除LKB1以外的其他物質(zhì)激活,。”
“我們決定利用宮頸癌和肺癌細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因?yàn)檫@兩種腫瘤細(xì)胞代謝路徑中無LKB1,，”Rebeccca Hurley說,，她是第一作者。與澳大利亞St. Vincent學(xué)院和Duke大學(xué)的研究者密切合作,，DMS小組在這些癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)兩種激酶,，CaMKKα和CaMKKβ,，在無LBK1的情況下可調(diào)節(jié)AMPK的活性,。
“加上這這兩種激酶,，我們認(rèn)為基本上發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞中與能量調(diào)節(jié)有關(guān)的激酶,，這樣可能對癌癥的治療有利,，”Hurley說,。“如我們可能抑制癌癥細(xì)胞適應(yīng)能量不足的能力，它可失去生長優(yōu)勢,。”“在做出突破性進(jìn)展之前,，我們需要搞清楚這些蛋白是如何相互作用的,，”Wittersyu,。“這就象是撲克，你不但要知道每一張自身都很重要,，你還要懂得以何種順序打出才可能贏牌,。”
除了AMPK調(diào)節(jié)的抗癌潛力，這種酶還對胰島素或血糖的改變有反應(yīng),，并對損害的能量代謝起到修復(fù)作用，這是2型糖尿病的特點(diǎn),。“這提示在一些類型糖尿病和肥胖的治療中，AMPK會(huì)是一種吸引人的靶點(diǎn),，”Witters說。
當(dāng)Witterrs的實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)集中注意力研究這些激酶在疾病治療中的核心作用時(shí),，他認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)研究開始變得更加復(fù)雜,，需要采取多種方式來尋找解決辦法,。Witters相信重大的科學(xué)突破的產(chǎn)生需要開放性地協(xié)作。
DMS（Dartmouth Medical School）研究人員一直試圖通過操縱細(xì)胞能量的調(diào)節(jié)來抵御疾病,。由DMS領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究證明缺少一種腫瘤抑制激酶LKB1的細(xì)胞仍然能夠在脅迫條件下維持健康的能量水平,。這種能量調(diào)節(jié)對避免細(xì)胞快速死亡至關(guān)重要,。這項(xiàng)研究的結(jié)果不但是人們向著戰(zhàn)勝癌變腫瘤生長目標(biāo)前進(jìn)的一個(gè)新進(jìn)展,，而且也是Ⅱ型糖尿病和肥胖研究的一個(gè)重要進(jìn)展。研究的結(jié)果公布在8月12日的Journal of Biological Chemistry（JBC）上,。
激酶包括一個(gè)大的酶蛋白家族——它們在大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞中起到關(guān)鍵的作用,。Lee Witters主要研究了AMPK（AMP-activated kinase），這種激酶負(fù)責(zé)監(jiān)控細(xì)胞途徑中的能量,。一個(gè)細(xì)胞中的能量水平對它的存活至關(guān)重要。在先前的研究中,，研究人員發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的“氣體標(biāo)尺”AMPK在被激酶LKB1開啟時(shí)逆轉(zhuǎn)并改變細(xì)胞中的任何短缺,。在新的研究中,，研究人員則是想要知道AMPK是否也被除LKB1外的物質(zhì)開啟。
研究使用宮頸癌細(xì)胞和肺癌細(xì)胞,。他們發(fā)現(xiàn)這些癌細(xì)胞中的兩種激酶（CaMKK類）能夠調(diào)節(jié)AMPK而不依賴LBK1,。研究人員認(rèn)為這兩種激酶的發(fā)現(xiàn)意味著人們已經(jīng)知道了幾乎所有的在細(xì)胞中負(fù)責(zé)能量調(diào)節(jié)的因子。如果人們能夠抑制一個(gè)癌細(xì)胞適應(yīng)能量不足的能力,，那么它就會(huì)喪失它的生長優(yōu)勢,。
除了AMPK的抗癌潛力，這種酶還對胰島素或者葡糖的變化起反應(yīng),，并調(diào)停受損的能量代謝——Ⅱ型糖尿病的一個(gè)特征,。這意味著AMPK是治療一些形式的糖尿病和肥胖的一個(gè)非常具有吸引力的靶標(biāo)。
目前,，Witter的實(shí)驗(yàn)室還在繼續(xù)探索激酶在疾病治療中的中心作用,。隨著研究的不斷深入,，這項(xiàng)研究會(huì)變得越來越復(fù)雜并且需要多種方法來找到答案（生物通記者楊淑娟）。
