新见解PI3K通路和癌症新陈代谢

PI3K(磷酸肌醇3-kinase)是细胞信号分子,现在已经涉及大量的女性的癌症包括乳腺癌、卵巢癌和子宫内膜癌风险。

新的研究由一个科学团队在贝斯以色列女执事医疗中心(BIDMC)提供了重要的见解潜在生物学PI3K在糖酵解的作用,使癌细胞生长的代谢过程产生生物量和能量。在今天出版的《华尔街日报》报道细胞,新发现证实糖的重要性癌症生存和发展提供必要的新信息PI3K抑制剂靶向癌症治疗药物。

“这项研究表明,PI3K主监管机构整合癌症细胞的结构和其新陈代谢,“通讯作者Gerburg沃尔夫说,医学,肿瘤学家在癌症中心BIDMC和哈佛大学医学院的医学副教授。糖分解和细胞结构是如何协调的?沃尔夫说,答案是令人惊讶的简单的生物物理机制。

“在正常细胞,从外部信号激活细胞骨架、细胞的高度有组织的和灵活的框架,”沃尔夫解释说。“细胞骨架不是静态的,它是一个动态组装的纤维束进行持续的营业额,分解的能量分子ATP为了维持细胞的形状。”These fibers are composed of the protein actin and Wulf's team discovered that when PI3K is activated and ATP breakdown is accelerated - as occurs in cancer cells - the actin fibers fall apart and release an enzyme called aldolase.

“事实证明,酶坐在这些肌动蛋白纤维,像鸟儿可能坐在一个电话线,”她补充道。“如果钢丝切,鸟儿飞走了。同样的,当肌动蛋白纤维分解,醛缩酶酶下降。我们发现“脱落”的过程,激活醛缩酶,加速糖酵解。”

如何抑制PI3K限制糖代谢

PI3K 20年前首次被发现的研究的文章的第二作者刘易斯负责人博士,梅尔癌症中心主任威尔康奈尔医学院。当它正常工作时,PI3K通路调节细胞功能包括增长的关键,运动性、增殖和分化。但PI3K信号通路的过度表达可以导致乳腺癌的发展,卵巢癌和子宫内膜癌。基于这些观察,PI3K抑制剂的发展一直是一个个性化的癌症治疗的主要焦点。

“抑制PI3K导致深刻的抑制葡萄糖分解,”沃尔夫解释说。“这是特别重要的癌细胞,因为他们依赖于自我更新的糖代谢,生成不仅能量还生物量、DNA和蛋白质的基石。”

一连串的酶催化糖酵解,而是集中使用质谱分析方法,由作者约翰•Asara博士发现醛缩酶的酶作为PI3K-mediated监管的关键目标。

醛缩酶明显不同于其他参与糖酵解酶,它催化六碳糖的支柱的分解成两个3碳分子,”沃尔夫说。“这些3碳构建块可以起点来生成新的生物质,最终使细胞分裂和肿瘤的扩张。”

这个新发现创建一个未知联系癌症细胞的形状和其代谢功能,作者说,解释说,这种方法不涉及任何核转录或翻译,而是重新分配的醛缩酶细胞骨架的细胞质步糖酵解。

“这是一个非常重要的发现,因为它表明,高度能动的肌动蛋白-长称为的一个特点癌症细胞和财产,使它们看起来改变了人类的眼睛——是,事实上,在调节肿瘤代谢中发挥着重要作用,”路易斯·坎特说,这项研究的文章的第二作者。

“医生,我开发研究问题根据我的病人的临床需求,”沃尔夫说。”需要新疗法治疗女性的癌症,特别是转移性乳腺癌和卵巢癌和子宫癌症,是伟大的。PI3K的我们继续我们的调查,我们越来越明白,阻止这个途径不足以阻止肿瘤生长,PI3K抑制剂可能是药物,需要结合其他具体有效的药物来阻止肿瘤细胞的新陈代谢。这些新发现为我们提供必要的信息当我们努力识别的同伴疗法被证明是好伙伴PI3K抑制剂。”