研究修正理解癌症的代谢

在高肿瘤消耗葡萄糖,但范德比尔特大学的一个研究小组发现,癌细胞本身并不是罪魁祸首,颠覆癌症新陈代谢模型开发和改进在过去的100年。

相反,常细胞在一个肿瘤主要免疫细胞叫macrophages-have最高的葡萄糖吸收,该集团公布在《华尔街日报》4月7日自然。发现不同的细胞在肿瘤微环境使用根据自己的不同营养代谢程序可以用来开发新的治疗和成像策略,研究人员说。

“癌症代谢领域的爆发式发展在过去的20年,但在此基础上观察,奥托·沃伯格于1922年出版,癌细胞可以消耗葡萄糖以非常高的速度,”Jeffrey Rathmell说博士,科尼利厄斯范德比尔特的免疫生物学教授和范德比尔特的免疫生物学中心主任。“我们现在知道,肿瘤包括许多类型的细胞,这是令人惊讶的,非癌症细胞实际上是主要的葡萄糖肿瘤的消费者。”

华宝的观察的基础也是肿瘤成像正电子发射断层扫描(PET),它使用一个放射性示踪剂的葡萄糖(FDG)“点亮”癌细胞基于他们的葡萄糖代谢。但摄影并不总是给临床医生期望的结果。

“我一直很好奇为什么PET扫描“热”或“不热”多年来因为我研究肾癌类型,从我们了解生物学,应该点亮热宠物,经常没有,”w Kimryn Rathmell,医学博士,博士,休·j·摩根医学教授、系主任。“杰夫和我有许多关于细胞利用葡萄糖:对话是癌细胞;它是免疫细胞;它是如何组合在一起吗?你可以想象我们的餐桌上。”

两个MD-Ph.D。students-Bradley Reinfeld在Kimryn Rathmell集团和马修•马登在杰夫Rathmell的小组回答这些问题的挑战。在概念上,他们的方法是简单的:管理宠物追踪器与肿瘤的老鼠,分离出肿瘤,分离成各种肿瘤细胞类型使用细胞表面标记蛋白质和流式细胞术,并测量放射性的细胞。

该团队使用两个不同的宠物追踪器,一个跟随葡萄糖和一个用于营养谷氨酰胺,和六个不同的肿瘤模型包括直肠癌、肾癌和乳腺癌。在每种情况下,他们发现骨髓免疫细胞(主要是巨噬细胞)吸收的葡萄糖最高,其次是T细胞和癌细胞。相比之下,癌细胞最高谷氨酰胺吸收。

“我们认为这是一个普遍现象,延伸到整个癌症类型,”马登说。

研究人员表明,某些细胞信号通路而不是限制营养把葡萄糖和谷氨酰胺吸收的差异。

这些发现与新陈代谢的普遍观点癌细胞的肿瘤微环境的竞争“赢”耗尽营养和抑制免疫细胞。

“我们的想法的癌症细胞吞噬所有的葡萄糖,因此,免疫细胞不能得到足够的葡萄糖和不能做他们的工作,”马登说。“我们的数据表明,营养没有限制。相反,细胞编程消费某些营养物质,细胞之间有分区的营养:癌症细胞接谷氨酰胺和脂肪酸;免疫细胞接葡萄糖。"

知道细胞肿瘤微环境使用不同的营养”可能允许专门针对特定的细胞类型—新疗法或成像人民肿瘤,“Reinfeld说。

Kimryn Rathmell补充道,“我们现在在一个好地方能够有更多复杂的宠物放射性示踪剂。是时候考虑测试含氟谷氨酰胺或其他营养调查的病人。”

研究结果为解释摄影成像结果也很重要,她说。“我们订单正子扫描所有的时间,我们需要有一个良好的信息提供给我们。我们用它来判断肿瘤反应,但它可能会告诉我们关于炎症反应和肿瘤反应。”

合作项目涉及Reinfeld和马登在每个实验中,杰夫Rathmell指出,这两个学生伸出他们的同学在医学科学家训练计划探索更多的肿瘤模型。“这是一个非常有活力和有趣的合作,”他说。

其他范德比尔特组织参与研究包括查尔斯·曼宁,大卫丑角,蕾切尔约翰逊,马修·威尔逊和克里斯托弗·威廉姆斯。工作还涉及与实验室密切合作组亚历山大·缪尔在芝加哥大学和马修·范德Heiden谁最近被任命为新科赫研究所主任麻省理工大学综合癌症研究。