癌细胞为何偏爱糖分?这一百年来未解的谜题终于有了新突破。台湾清华大学生技所副教授林恺悌与生资所副教授郑惠春的团队,揭示癌细胞通过释放硫化氢气体,改变细胞内关键蛋白质结构,从而大量摄取糖分以加速生长。这项研究成果已发表在国际期刊《自然通讯》。

癌细胞的特殊“代谢偏好”

早在一个世纪前,德国科学家瓦尔堡发现了癌细胞不同于正常细胞的代谢特性:即使在氧气充足的环境下,癌细胞依然选择糖分解作为主要的新陈代谢途径,以满足肿瘤快速生长所需的DNA、RNA和蛋白质。但癌细胞为何如此“嗜糖”,科学界始终未能给出完整解释。

硫化氢扮演关键角色

林恺悌解释,在肿瘤的缺氧环境中,癌细胞会分泌硫化氢气体,这种气体对一种名为丙酮酸激酶(PKM2)的蛋白质起作用。它能分解PKM2的四聚体结构,形成较小的双聚体或单聚体,从而改变蛋白质的活性,促使癌细胞摄取更多葡萄糖,进一步强化糖解作用并加速增生。

郑惠春进一步形象比喻,硫化氢就像物流系统中的“条码”,会在特定蛋白质位置做标记,改变其结构与功能。通过修改这个“条码”,就能改变癌细胞对糖分的依赖路径。

基因编辑成功扭转癌细胞“嗜糖”特性

研究团队利用基因编辑技术,阻止硫化氢在PKM2蛋白上的特定位置做标记,使其维持原本四聚体结构。这一改变迫使癌细胞恢复正常的有氧呼吸,失去通过摄取糖分快速增生的能力,进而抑制肿瘤生长。

实验成果与未来应用

林恺悌表示,团队已在小鼠体内实验中验证了这一方法,结果显示乳腺癌肿瘤的生长显著受到抑制。这项发现为开发新型抗癌药物提供了重要契机,未来有望应用于癌症治疗。

此项研究不仅为癌症治疗带来新希望,也进一步深化了人类对癌细胞代谢机制的理解。

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