癌细胞竟利用皮脂脂肪酸合成细胞膜,完成增殖大业

发布日期:2019-04-09

  炎炎夏日马上就要来了。

  让各位操心的不仅有腰上的小肥肉,还有那一晒就往外冒油、让人讨厌的油性皮肤。

  皮脂腺生产的油脂,虽然让人讨厌,但奇点糕万万没想到,癌细胞却很喜欢这种生产油脂的方式。

  近日,比利时Sarah-Maria Fendt博士团队的研究,让奇点糕大跌眼镜。

  他们发现,为了满足分裂增殖,生产后代的需求,肝癌和肺癌的癌细胞居然向皮脂腺“取经”,掌握了皮脂腺合成脂肪的方式[1]。即使用现存的抑制脂代谢的药物,也拿肝癌和肺癌癌细胞没有办法。只有同时抑制癌细胞利用皮脂腺细胞的方式合成脂肪,才能置癌细胞于死地。

  Fendt博士团队这项研究成果刊登在顶级期刊《自然》上,他们的这一发现有望促进抑制脂肪酸合成途径的抗癌药,从实验室走向临床应用。


Sarah-Maria Fendt博士(右)

  客观地讲,为了生存癌细胞其实也挺不容易的。

  两年前,奇点糕曾经报道过,哈佛大学医学院和麻省理工学院的科学家发现,为了生长,肿瘤连自己的代谢废物都不会放过,癌细胞会直接将氨转化为氨基酸,继续帮助肿瘤生长和增殖[2]。

  对于癌细胞而言,稀缺的不仅仅是氨基酸,脂肪酸也同样稀缺。

  不过,肿瘤能从人体中攫取的脂肪酸很少,因此,很多肿瘤细胞都需要亲自合成不饱和脂肪酸的[1]。

  而在成年人中,除了少数组织外,大部分细胞主要是从血液中直接获取脂肪酸,这些细胞的脂肪酸的合成能力都大大减弱了[2]。正常细胞与癌细胞在脂肪酸合成能力上的这种差异,给了科学家对付肿瘤的机会。


细胞膜结构

  不饱和脂肪酸的合成需要一种叫SCD的酶,并且之前就有研究发现,SCD基因在前列腺癌、肝癌、肾癌、乳腺癌等中有过量表达[3]。因此,很多研究者将SCD酶作为抑制癌细胞的潜在靶标。

  以往的研究发现,这个SCD水平的异常升高,还与人体肥胖、2型糖尿病等代谢疾病有关。还有公司还开发出了通过抑制SCD来减肥的药物——3j,在小鼠中已取得了不错的减肥和降糖效果[4]。

  作为SCD抑制剂,减肥药3j也拥有抗癌的潜力。


肥胖与多种癌症相关

  不过,当Fendt教授团队用3j处理不同癌细胞时,却发现有些癌细胞(前列腺癌、乳腺癌细胞)确实被抑制了。而肺癌、肝癌细胞却安然无恙,不惧怕这条不饱和脂肪酸合成途径被阻断。

  这让科学家困惑不已。到底问题出在哪里?一个可能的原因是,这些癌细胞还有其他合成不饱和脂肪酸的途径。

  对此,科研人员对肺癌和肝癌细胞的代谢组进行了分析。

  他们发现,在SCD被抑制的肝癌细胞和肺癌细胞中,大量出现了一种不常见的不饱和脂肪酸——Sapienate。Sapienate是人类皮脂中的主要成分,由皮脂腺细胞分泌[5]。奇点糕没查到它的正式中文名,考虑到它有一个sapiens(智人)的词根,并且这个智人酸是人类独有的,我们暂且叫它智人酸吧!


人类皮脂腺(Sebaceous Gland,黄色部分)

  当SCD被抑制后,这个癌细胞能利用智人酸继续合成不饱和脂肪酸,进而合成细胞膜。

  而当将癌细胞中用来合成智人酸的FADS2基因敲除后,癌细胞细胞膜上脂质的组成便发生了重大变化。敲除SCD也一样,会明显改变细胞膜的脂质组成。

  而且,在癌细胞中敲除 SCD,FADS2便增多;敲除FADS2,SCD又会增多。这两个酶,只要有一个在线,就能维持癌细胞不饱和脂肪酸的供应,维护细胞膜的稳定。

  那将这两个酶同时敲除,癌细胞会如何反应呢?

  研究人员将人类肝癌组织的移植到小鼠体内,同时抑制FADS2和SCD这两个酶,发现肿瘤组织大量萎缩了。两条不饱和脂肪酸途径都截断后,癌细胞终于无计可施了。


抑制两条不饱和脂肪酸合成途径后,肿瘤组织缩小的幅度最大

  当然,还有一个问题存在,那就是如果在抑制人体中智人酸的合成,会不会出现副作用。

  对此,研究人员检测了正常组织和癌症组织中智人酸的含量。发现人体肝癌和肺癌组织中,智人脂肪酸的含量远高于正常组织。这在理论上保证了这个靶点的安全性,当然,真正的影响还需要进一步的实验验证。

  而肿瘤细胞的这条不饱和脂肪酸的秘密合成途径被发现,加深了人们对肿瘤代谢可塑性的认识,将有助于从代谢角度解决癌症问题。

  随着研究的深入,我们可能会发现更多肿瘤相关的代谢途径。到时候,在治疗肥胖或其他代谢疾病时,还能防(治)癌,岂不美哉?

  鉴于Fendt教授团队这一发现的重要性,《自然》杂志在文章发现的同时,配发了德国维尔茨堡大学Marteinn Thor Snaebjornsson和Almut Schulze两位科学家的评论性文章[7]。

  他们在评论文章中指出,脂肪酸的合成是癌细胞与正常细胞之间的差异之一。针对脂肪酸合成途径开发抗癌药物,是目前科学研究的一个热门方向。

  目前已经有很多此类药物在研发中,也有不少在小鼠身上表现出较好的抗癌效果。不过,在人体临床试验中,此类药物却频繁碰壁。Fendt教授团队的研究有可能为此类药物的研发和使用,指明了前进的方向。

来源:奇点网