等車的時候無聊,刷刷手機,發(fā)現(xiàn)一篇好文《Scientists surprised to find thatamino acids, not sugar, supply most building blocks for tumor cells》,說它好,其實是因為剛好引起了我的興趣點。仔細研讀了這篇文章,真是要不禁感慨,科學(xué)總能給我們驚喜。
文章稱,此前科學(xué)家們一直以為,癌細胞能夠不受控制地分裂,通過消耗葡萄糖維持自己的瘋狂增殖,然后產(chǎn)生大量新的腫瘤細胞。產(chǎn)生新細胞的細胞群(包括癌細胞)營養(yǎng)物質(zhì)大多來自于葡萄糖。然而,美國麻省理工學(xué)院(MIT)的生物學(xué)家們近日發(fā)現(xiàn),雖然癌細胞消耗的氨基酸要比消耗的葡萄糖少,但氨基酸才是癌細胞的最大營養(yǎng)源。 其實在我短暫的養(yǎng)細胞生涯中,我也一直以為,葡萄糖是各種腫瘤細胞的最重要的營養(yǎng)來源。這讓我想起來在實驗室里養(yǎng)的很多細胞,基本都是用的高糖培養(yǎng)基,葡萄糖含量高達4500-6000mg/L。有時候根據(jù)細胞系的不同,還需要額外添加丙酮酸鈉作為補充。
德國生理學(xué)家Otto.Warburg (O.H.Warburg,1883~1970),早在1924年就發(fā)現(xiàn)癌細胞的產(chǎn)能方式與正常細胞不同,并提出了一個疑問——“為什么腫瘤細胞大量消耗葡萄糖卻不能高效產(chǎn)能?”認為癌癥的產(chǎn)生是由于細胞糖無氧酵解增強加上氧消耗量降低造成的,腫瘤細胞能夠?qū)⒆陨淼男玛惔x轉(zhuǎn)變成一個不需要氧的發(fā)酵過程,這種代謝方式效率較低,產(chǎn)生的能量也比較少。這個被稱為瓦博格(Warburg) 假說或瓦氏效應(yīng)。
癌細胞生長很快,過快的生長使得細胞經(jīng)常處于一種缺氧狀態(tài),于是癌細胞就關(guān)閉了需要線粒體的有氧氧化,能量則是通過葡萄糖的無氧酵解提供的,這個和巴斯德效應(yīng)相呼應(yīng)。Warburg假說認為當線粒體功能受損后,細胞則通過增強無氧酵解來提供能量,葡萄糖代謝至丙酮酸 (pyruvate)后不再通過線粒體的三羧酸循環(huán)進行有氧氧化,而是通過乳酸脫氫酶(LDH),轉(zhuǎn)變成乳酸排出細胞。
“Ifyou want to successfully target cancer metabolism, you need to understandsomething about how different pathways are being used to actually make mass,” says Matthew Vander Heiden,the Eisen and Chang Career Development Associate Professor of Biology and amember of MIT's Koch Institute for Integrative Cancer Research.
麻省理工學(xué)院研究團隊發(fā)現(xiàn),盡管細胞消耗葡萄糖和谷氨酰胺的速度很快,但這兩種分子對新細胞質(zhì)量的貢獻很少,葡萄糖貢獻了10-15%的碳,谷氨酰胺貢獻了大約10%的碳。而谷氨酰胺以外的其它氨基酸對細胞質(zhì)量的貢獻最大,它們貢獻了新細胞質(zhì)量中20-40%的碳原子,同時這些氨基酸還構(gòu)成了蛋白質(zhì)。 其實做一個簡單易懂的比喻,葡萄糖就如人們?nèi)粘K璧陌尊z頭,各類氨基酸就是好吃的肉肉,在可選的情況下,大家還是會優(yōu)先選擇吃肉來補給身體所需,而不是狂吃饅頭,畢竟能量供給量和口感都使得選擇吃肉是明智的。腫瘤細胞在快速分裂增殖的過程中,要完成攻城略地,采取轉(zhuǎn)化氨基酸這一更直接形式完成營養(yǎng)物質(zhì)的獲取確實比吸收轉(zhuǎn)化葡萄糖要更快速些。 這么想想,腫瘤細胞的聰明才智更讓人類顫抖了?。?! |
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