在《細胞》(Cell)雜志上的一篇新論文中,一個多機構(gòu)研究小組描述了他們的研究發(fā)現(xiàn),證實缺乏SIRT6酶的細胞可快速癌變。他們還發(fā)現(xiàn)當缺乏SIRT6時,失控的糖酵解(正常葡萄糖代謝的一個階段)有可能推動腫瘤形成,而抑制糖酵解可以阻止腫瘤形成。
德國研究人員、諾貝爾獎獲得者Otto Warburg在上世紀20年代率先提出了一個假說:細胞葡萄糖代謝通路中的一個開關(guān)有可能引起了腫瘤形成。他觀察發(fā)現(xiàn)葡萄糖代謝通常包括兩個步驟:細胞質(zhì)中的糖酵解以及線粒體中的細胞呼吸作用。在癌細胞中糖酵解的速度相比正常細胞增高達200倍。Warburg認為糖代謝中的這一開關(guān)是癌癥的主要原因,但這一觀點在當時并未獲得支持。隨后的研究強調(diào)的是癌基因和抑制基因的作用:當癌基因過表達時可以刺激腫瘤形成;抑癌基因的功能則是控制細胞增殖。然而近年來的研究表明細胞代謝改變有可能是這一過程的一部分,其通過激活癌基因或失活腫瘤抑制子促進了癌癥形成。
2010年,由Mostoslavsky領(lǐng)導的一項研究發(fā)現(xiàn):當缺乏sirtuins 蛋白質(zhì)家族成員SIRT6時,這一開關(guān)會發(fā)生翻轉(zhuǎn),在癌細胞中正常葡萄糖代謝會轉(zhuǎn)變?yōu)檫^度糖酵解。Sirtuins調(diào)控了許多重要的生物學通路。當前的研究旨在調(diào)查控制葡萄糖代謝的SIRT6是否也抑制了腫瘤形成。研究小組首先從SIRT6缺失胚胎小鼠處獲取了皮膚細胞,培養(yǎng)后將其注入到成年小鼠體內(nèi),他們發(fā)現(xiàn)這些皮膚細胞可迅速地形成腫瘤。此外,研究人員還證實SIRT6缺失細胞和腫瘤細胞糖酵解水平增高,且通過SIRT6缺失導致的腫瘤形成似乎與癌基因激活無關(guān)。
論文的資深作者、麻省總醫(yī)院(MGH)癌癥中心Raul Mostoslavsky 博士說:“我們的研究提供了確鑿的證據(jù),證實在癌細胞中SIRT6有可能通過調(diào)控糖酵解代謝發(fā)揮了腫瘤抑制因子功能。至關(guān)重要的是,我們的研究結(jié)果表明:在低水平SIRT6驅(qū)動的腫瘤中,抑制糖酵解的藥物有可能具有治療效果。糖酵解是當前各生物技術(shù)公司的一個研究熱點。”
分析來自患者的腫瘤樣品,研究人員發(fā)現(xiàn)在許多腫瘤,尤其是結(jié)直腸癌和胰腺癌中,SIRT6表達水平降低。甚至在某些侵襲性癌癥患者中,SIRT6高水平表達可能幫助延遲或防止癌癥復發(fā)。在一個編程形成許多結(jié)腸息肉的小鼠模型中,研究人員證實腸SIRT6表達缺失可使息肉形成增至三倍,其中許多變?yōu)榱饲忠u性腫瘤。甚至在缺乏SIRT6的情況下,用糖酵解抑制劑治療動物也可顯著減少腫瘤形成。
Mostoslavsky 說:“我們的結(jié)果表明至少在某些癌癥中,抑制糖酵解代謝有可能提供一條強有力的替代途徑阻止癌癥生長,或許可以與當前抗腫瘤治療協(xié)同起作用。癌癥代謝直到近來才成為腫瘤形成的一個標志,該領(lǐng)域正在迅速地擴展。以當前的研究步調(diào)和速度,一些基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)正進入到轉(zhuǎn)化研究中,靶向癌癥代謝的藥物有可能在不久的將來就能夠提供給患者。”