一组因抗衰老潜力而备受关注的天然化合物存在阴暗面。新研究表明,名为多胺的化学家族能加速癌细胞的生长。由日本东京理科大学团队领导的研究,为癌症治疗研究和抗衰老疗法开发提供了重要的新见解。
多胺是所有活细胞中必不可少的分子,包括亚精胺和腐胺等名称多彩的化合物,它们调节涉及细胞生长和蛋白质合成的过程。过去使用动物模型的研究已将亚精胺与延长寿命、改善健康以及减轻年龄相关性记忆丧失联系起来。它也可以在众多促进健康和福祉的非处方补充剂中找到。
然而,研究人员也曾将亚精胺和其他多胺与癌症扩散联系起来。这项新研究旨在更仔细地探讨这种关系以及可能发生的特定生物学变化,特别是癌细胞如何在不使用氧气的情况下燃烧糖分,即使存在足够的氧气。
研究人员在已发表的论文中写道:“多胺代谢的变化与多种病理相关,包括癌症和年龄相关疾病。然而,多胺如何直接调节影响癌症进展的基因,特别是依赖有氧糖酵解的细胞生长,仍不清楚。”
研究人员使用实验室培养的宫颈癌和乳腺癌细胞,研究癌组织对各种调整和修饰的反应,包括对名为eIF5A1和eIF5A2的两种蛋白质的连锁效应。虽然这两种蛋白质本质上非常相似,共享几乎相同的氨基酸序列,但eIF5A1被认为对健康细胞至关重要,而eIF5A2被认为对癌症生长和发展很重要。
由于多胺影响这两种蛋白质的产生,研究人员怀疑这些蛋白质可能是亚精胺作为抗衰老化合物和癌症驱动因素双重作用背后的原因。通过药物和基因编辑,实验室癌细胞中多胺和这两种蛋白质的水平被改变。
细胞行为表明,多胺将癌细胞推向有氧糖酵解模式(癌细胞最喜欢的生长燃料方式),并提高eIF5A2蛋白的水平——主要通过解除其生产的天然“刹车”,即名为miR-6514-5p的RNA分子。
从细胞中移除多胺或eIF5A2显著降低了癌细胞的生长,而恢复亚精胺则恢复了癌细胞的扩展。这有力地证明了亚精胺可能在肿瘤增殖中发挥关键作用。
东京理科大学的生物化学家Kyohei Higashi说:“通过eIF5A,多胺在正常组织和癌组织中的生物活性是不同的。在正常组织中,由多胺激活的eIF5A1通过自噬激活线粒体,而在癌组织中,由多胺促进合成的eIF5A2在翻译水平上控制基因表达,以促进癌细胞的增殖。”
这项研究远未表明亚精胺和一般多胺会导致癌症。相反,它表明当癌症已经通过某种生物功能失常开始时,癌细胞可以劫持多胺的优势来生存和进一步扩散。关于eIF5A2和miR-6514-5p作用的更多细节,为研究人员提供了测试新治疗靶点的机会。有可能通过一些药物诱导对这些蛋白质和分子的改变,可以破坏癌细胞所依赖的机制。
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每当识别出像这样的潜在新治疗靶点时,我们开发有效抗癌药物的机会就会增加。不过,沿途需要进行大量谨慎的研究,以确保健康细胞不受不利影响——而且目前这项研究仅限于实验室细胞培养。
研究人员写道:“我们的发现揭示了由多胺和miR-6514-5p调节的eIF5A2在癌细胞增殖中的重要作用,表明eIF5A2与核糖体之间的相互作用(这种相互作用调节癌症进展)是癌症治疗的选择性靶点。”
该研究已发表在《生物化学杂志》上。
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