癌症的“好的警察/坏警察”蛋白质可以帮助发展更有效的药物
所有生物的基本单位是细胞,而人体有好几万亿个细胞。癌症可能是由其中一个异常生长和分裂引发的,并最终形成肿块或肿瘤。
过去30年的研究已经证明了这一点癌症是由突变引起的在单细胞的DNA中。这些突变中的许多突变是无害的,但如果它们影响提供制备蛋白质控制细胞生长和分裂的指令的DNA,它们可以触发癌症。
常规视图是,如果它们关闭“良好的缔约方会议”蛋白,这些变化会导致癌症,这些蛋白通常抑制细胞生长和分裂(肿瘤抑制剂),或接通促进细胞生长和分裂(肿瘤启动子)的“坏淘扑”蛋白质。但是我们最新的研究表明,这种简单的分类进入肿瘤抑制剂和启动子的蛋白质的情况下降我第一次定义在20世纪80年代邓牛大学,称为安培。
如果AMPK可以扮演好警察或坏警察的角色,那么打开它抑制肿瘤的能力可以帮助我们预防癌症,而关闭它促进肿瘤的能力可以帮助我们治疗疾病。
安培及其在癌症中的作用
AMPK(简称腺苷一磷酸活性蛋白激酶)是一种改变其他蛋白质的蛋白质,打开或关闭它们。它本身通过下降的细胞能量水平接通,例如由于血液供应不良,营养物质或氧气的供应低。
AMPK一旦被激活,就会启动细胞内恢复能量的活动,同时抑制细胞生长和分裂。这种生长抑制因子表明AMPK可能是一种肿瘤抑制因子。事实上,在老鼠身上进行的实验表明,在发育中的B细胞或T细胞(白细胞)中缺乏AMPK会加速这些细胞的癌症发展B细胞或者T细胞淋巴瘤 - 似乎证实了其抑制作用。
但其他的研究在小鼠中表明,如果允许T细胞淋巴瘤,然后删除AMPK基因,则随后的疾病严重较小,表明AMPK是肿瘤启动子。如何与以前的结果协调?
AMPK通常作为一种肿瘤抑制因子,但如果肿瘤发生了,尽管它尽了最大的努力,它会转而成为一种肿瘤促进因子。这可能是因为AMPK保护肿瘤细胞免受快速发生的压力细胞生长和部门和血液供应不佳。这有助于这些异常细胞生存而不是死亡。
对人类的影响
虽然这些研究是在动物身上进行的,但人类癌症可以通过比较肿瘤和周围正常组织的DNA序列来研究。这方法显示一些编码AMPK成分的基因在癌症中发生了突变,从而损害了它们的功能(如果有的话,这表明它们具有抑癌作用)。然而,另一些基因被放大了(意味着拷贝数量增加了),这表明肿瘤启动子的作用相反。因此,AMPK似乎在人类癌症中也扮演着“好警察”和“坏警察”的角色。
我们的研究具有重要意义。为了开发AMPK的抑制肿瘤功能,人们可能会使用开启AMPK的药物来治疗癌症高危人群。有趣的是,这种药物(二甲双胍)已经存在并被使用治疗2型糖尿病。
不幸的是,我们发现二甲双胍无效因为它不能进入发育中的T细胞。但是一种较老的治疗糖尿病的药物phenformin,可以进入细胞并预防淋巴瘤。
尽管由于副作用而不再用于治疗糖尿病,但在预防癌症方面可能比治疗糖尿病患者更容易接受这些风险。
相反,利用AMPK的坏COP(肿瘤启动子)功能,可能会抑制它(切换它)的药物,以提高化疗和放射治疗等治疗的有效性。令人惊讶的是,鉴于癌症是由DNA中的突变引起的,化疗和放射疗法也通过引起DNA损伤。它们是有效的,因为迅速分开的细胞,例如癌细胞,比正常的非分裂细胞更容易被DNA损伤杀死。
我们的研究显示AMPK是由化疗药物启动的,这是有帮助的癌症细胞在这些治疗中生存。显而易见的是抑制安培的药物可能会增加现有化疗或放射治疗治疗的有效性。虽然这些药物尚不存在,但这项研究的结果意味着他们现在可以开发出来。
进一步探索
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