癌细胞为何爱吃糖?百年来始终缺乏完整解释,清大生技所副教授林恺悌、生资所副教授郑惠春联手找到治疗癌症关键。研究发现,癌细胞会释放硫化氢气体,改变细胞内重要蛋白质的结构,让癌细胞大量吃进糖分,加速肿瘤生长,成果也登上国际期刊《自然通讯》。
清大指出,德国科学家瓦尔堡百年前发现癌细胞特有的呼吸方式,正常细胞会利用氧气进行有氧呼吸,但癌细胞即使在有充足的氧气的环境下,仍倾向以分解糖分为主要的新陈代谢方式,并从糖解作用中合成肿瘤快速生长所需的DNA、RNA及蛋白质。
但为何癌细胞爱吃糖,始终缺乏完整解释。林恺悌指出,在缺氧的肿瘤环境中,癌细胞会分泌出硫化氢,对四聚体蛋白质丙酮酸激酶(PKM2)发出讯号,让它分解成分子较小的双聚体或单聚体,改变其活性,促使癌细胞摄取更多的葡萄糖来进行糖解作用、合成DNA,并迅速增生。
郑惠春补充,就像物流系统需要条码才能将货物送往目的地,硫化氢也会在蛋白质丙酮酸激酶的特定位置上标记,改变它的结构和活性,只要改变物流条码,就能改变癌细胞的糖代谢路径。
研究团队进一步透过基因编辑技术,成功阻止硫化氢在丙酮酸激酶的特定位置做记号,让丙酮酸激酶维持原来较大分子的四聚体结构,就能引导癌细胞恢復有氧呼吸,不准再靠吃糖来吸收养分,肿瘤就无法长大。
林恺悌表示,团队也用新发现的方法,在小鼠体内实验,乳癌肿瘤生长果然受到抑制,如果进一步发展为药物,也能应用于癌症的治疗。
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