中研院院士龔行健帶領由北醫及國衛院組成的研究團隊最新研究發現,在攝護腺癌中,癌細胞是藉由外來的精胺酸(arginine)來重塑表觀遺傳(epigenetics)全貌,以達調控粒腺體蛋白質的表現,並維持粒腺體提供能量給癌細胞的正常功能,只要不讓癌細胞吸收外來的精胺酸,進而讓癌細胞粒腺體功能喪失,就可餓死癌細胞而達治療目的。

研究團隊更進一步發現,在精胺酸調控粒腺體蛋白質的表現及功能上,致癌基因 (oncogene) TEAD4扮演著不可或缺的角色。此研究論文今年4月23日刊登在全球知名醫學期刊「自然通訊」 (Nature Communications)。

此一新穎而重要的研究由龔行健團隊成員、國衛院獨立博士後研究學者陳嘉霖主導且為第一作者,龔院士為通訊作者,臺北醫學大學講座教授閻雲、CRISPR核心實驗室主任朱珍瑩及北醫附設醫院癌症中心主任葉劭德等人為共同作者。

陳嘉霖表示,過去普遍認為癌症是由基因突變這個單一因素所引起,目前則認為除此之外,改變表觀遺傳機制的表現,也是導致癌症的另一成因。因此針對特定胺基酸來重塑表觀基因的全貌,進一步調控制癌基因並阻斷粒腺體提供癌細胞能量的外來管道,就可達到餓死癌細胞的目的。粒腺體素有細胞的能量發電廠 (the power house of the cell) 之稱,是細胞中主要進行能量代謝反應的工廠。

要餓死癌細胞,可先從尋找癌細胞的代謝缺陷著手,而精胺酸合成缺陷就是最常見的癌細胞代謝缺陷之一。根據先前研究,幾乎所有攝護腺癌細胞都缺乏精胺酸代謝的關鍵酵素—ASS1,無法自行合成精胺酸,導致癌細胞必須倚賴細胞外的精胺酸來維持生命,只要阻斷癌細胞取得外來精胺酸的管道,就可把癌細胞殺死。

於是,研究團隊針對癌細胞的精胺酸合成缺陷,利用精胺酸脫亞胺酶(ADI),阻斷癌細胞吸收外來精胺酸的管道,迫使無法自行合成精胺酸的癌細胞粒腺體功能喪失。

利用這種方法,可以更專一性的餓死癌細胞,比起目前廣泛使用的化療 (chemotherapy) 毒死癌細胞或放射性治療 (irradiation) 燒死癌細胞,副作用更低。未來更可進一步使用精胺酸脫亞胺酶合併現行賀爾蒙療法做輔助治療,一舉解決去勢抗性和治療抗性的難題。

該研究成果對於基礎醫學及轉譯醫學研究都有重要影響,尤其對癌症代謝療法無疑帶來一線新的曙光。完全不含精胺酸成分的飲食療法,已成功在動物模式中抑制攝護腺癌細胞的生長,未來若能發展出「精胺酸飲食限制療法」,再合併搭配使用其他已知藥物,降低高毒性藥物的劑量,減少藥物副作用,同時提升癌症治療的效果,可望進一步協助攝護腺癌患者擺脫惡性腫瘤的威脅,重新找回健康。

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