科学家发现一种酶，可以增强癌细胞的新陈代谢以促进生长。该酶GUK1支持癌细胞的新陈代谢，以帮助肿瘤生长。
肺癌是一种特别具挑战性的癌症。它经常在毫无预兆的情况下突然袭来，并且可能以不可预测的方式变形以逃避治疗。
虽然研究人员对肺癌的基本生物学获得了重要见解，但该疾病的一些分子机制仍然难以捉摸。
现在，由哈佛医学院的科学家领导的团队在了解某些肺癌的遗传缺陷如何改变癌细胞的新陈代谢以支持该疾病方面取得了进展。
研究人员利用小鼠模型和人类癌细胞，识别出在含有ALK基因改变的肺癌中发现的一种代谢酶，称为GUK1。他们的实验表明，GUK1在增强肿瘤细胞的新陈代谢以帮助其生长方面发挥了重要作用。
这些发现于2月6日在Cell上报道，并部分得到联邦资金的支持，提供了肺癌中新陈代谢如何工作的更清晰的图景。
研究团队表示，这项研究可能为开发针对GUK1以抑制癌症生长的疗法奠定基础。
肺癌：强大的敌人
作为马萨诸塞州总医院的胸部肿瘤专家，第一作者哈梅·施耐德定期治疗肺癌患者，并亲身目睹了这种疾病多么具有攻击性和顽固性。
施耐德说：“我在诊所看到的患者中，有很大一部分在目前可用的疗法下能有一段时间的良好表现，但最终会复发。”他还是哈佛医学院细胞生物学的医学讲师。
肺癌是美国和全球癌症死亡的主要原因，施耐德指出，非吸烟者和曾经轻度吸烟者中的病例正在增加，原因仍不完全清楚。
施耐德的患者中，许多人为这项研究捐献了肿瘤样本，激励她深入了解该疾病的分子基础。
她说：“我们需要跳出框架，更好地理解肺癌的疾病生物学，并识别新的治疗靶点。”
施耐德加入了资深作者马尔西亚·海吉斯的实验室，海吉斯是哈佛医学院布拉瓦特尼克研究所的细胞生物学教授，研究代谢变化如何加速衰老并驱动疾病。在海吉斯实验室工作期间，施耐德和第一作者基兰·库米建立了联系，库米当时是位于研究岗位上的生化和癌细胞信号传导专业背景的研究员。
海吉斯解释道，癌细胞必须改变其新陈代谢，以便在免疫系统和癌症治疗的攻击中继续生长和生存。
她说：“我们的目标是了解特定癌症基因异常如何直接重编程代谢途径以促进癌症生长。”
海吉斯将癌症代谢视为癌症研究中的一个新兴领域，并表示这一领域可能会为新一代精准癌症疗法的设计提供信息，这些疗法直接针对点燃肿瘤生长的细胞过程。
代谢侦探在调查中
研究人员开始研究由ALK基因的改变导致的肺癌，该改变导致异常ALK蛋白的产生。首先，他们筛选了这些ALK阳性癌症中的代谢蛋白，确定了GUK1作为一个特别感兴趣的目标。
海吉斯说：“我们对ALK和GUK1之间的相互作用感到十分好奇——就像代谢侦探，这就是我们关注的。”
接下来，他们在小鼠和患者来源的癌细胞中进行了一系列实验，以探讨GUK1对ALK阳性癌细胞代谢变化的贡献。
科学家们确定GUK1是一种酶，帮助异常的ALK蛋白制造一种称为GDP的分子，这是一种癌细胞需要进行分裂和制造蛋白质等任务的能量丰富的分子GTP的前体。当研究人员禁用GUK1时，癌细胞的生长显著减缓，这表明ALK阳性癌症在其分子燃料上高度依赖这种酶以发动恶作剧。
施耐德说：“GUK1在这一亚型肺癌中变成了一种代谢负担，促进肿瘤生长和存活。”
团队还发现了其他亚型肺癌中GUK1水平升高的证据，说明该酶可能在其他遗传缺陷驱动的肺癌中发挥作用。
海吉斯说：“通过专注于肺癌的基础生物学，我们能够识别出在该疾病中重要的新代谢机制。”
仅仅是个开始
研究人员指出，关于癌症中GUK1还有很多未解之谜。他们有兴趣探讨多少种癌症在某种程度上受GUK1的驱动。他们还希望更详细地了解抑制GUK1如何影响癌细胞。最后，考虑到许多患有肺癌的患者最终会复发，他们希望研究GUK1是否及如何帮助癌细胞在代谢上重新编程自身以规避治疗。
如果GUK1确实是一种关键酶，使各种癌症获得生长所需的代谢促进，它可能成为新的癌症治疗的诱人靶点。
施耐德说：“我们希望识别出像GUK1这样的独特代谢脆弱性，将为未来癌症患者的治疗靶向打开新的途径。”
