一项研究显示,白血病细胞吸收牛磺酸,这种物质在体内产生,也通过食物和能量饮料摄入,并将其作为生长的燃料。这突显了阻止牛磺酸摄取作为可能治疗的潜力。
根据发表在《自然》杂志上的一篇论文,一项新的科学研究确定了牛磺酸,该物质在体内自然产生,并通过某些食物摄入,被视为髓系癌症(如白血病)的关键调节因子。
这项临床前研究表明,科学家们在寻找针对白血病的新方法方面迈出了更进一步的步伐,白血病是最具侵袭性的血液癌症之一。罗切斯特大学的威尔莫特癌症研究所研究人员使用基因工具阻止牛磺酸进入癌细胞,从而阻止了小鼠模型和人类白血病细胞样本中的白血病生长。
研究团队由博士Jeevisha Bajaj领导,他们发现,牛磺酸由骨髓微环境中一部分正常细胞生成,骨髓是髓系癌症开始和扩展的组织。白血病细胞无法自行合成牛磺酸,因此依赖一种牛磺酸转运蛋白(由SLC6A6基因编码)从骨髓环境中获取牛磺酸并将其输送到癌细胞中。
这一发现出现在科学家们绘制骨髓及其生态系统的过程当中——这是威尔莫特研究人员长期以来关注的重点,他们推动了围绕微环境的科学,旨在改善血液癌症的治疗。
“我们对这些研究感到非常兴奋,因为它们表明,针对髓系白血病细胞的摄取可能是一种治疗这些侵袭性疾病的新途径,”Bajaj说,她是生物医学遗传学系的助理教授,也是威尔莫特癌症微环境研究项目的成员。
研究人员还发现,随着白血病细胞吸收牛磺酸,它促进糖酵解(将葡萄糖分解以产生能量),以支持癌症生长。在这之前,作者表示,尚不清楚牛磺酸可能具有促癌作用。
白血病有几种亚型,生存率各异。这项研究发现,牛磺酸转运蛋白的表达对多种亚型的生长至关重要,包括急性髓性白血病(AML)、慢性髓性白血病(CML)和骨髓增生异常综合症(MDS),它们均源自骨髓中的血液干细胞。未来的研究将探讨微环境中的信号,这些信号促进MDS(一种白血病的前驱)向急性白血病的转变。
什么是牛磺酸?
这种非必需氨基酸不仅自然存在于骨髓中,还存在于大脑、心脏和肌肉中。肉类、鱼类和鸡蛋等食物含有牛磺酸。它也是一些能量饮料和蛋白质粉的关键成分,并且据说癌症患者曾使用过。
这是一个正在发展中的热门研究领域——而背景至关重要,Bajaj说。例如,去年,发表在《细胞》杂志上的一篇研究文章显示了一项关于牛磺酸在胃癌中的研究结果,并发现补充可能通过增强免疫系统使一些患者受益。
威尔莫特肿瘤科医生、治疗白血病患者的Jane Liesveld博士共同署名了《自然》论文,她指出,科学家们仍有许多需要学习的内容,特别是关于白血病细胞如何被重新编程以及如何获取能量以生存并抗拒治疗。
“Bajaj博士的研究表明,骨髓中牛磺酸的局部水平可能会促进白血病的生长,这提示我们在使用高剂量牛磺酸补充时应谨慎,”Liesveld说。
“代谢重编程是癌症的一个特征,而我们对于代谢效应对白血病细胞的影响仍处于起步阶段,”她补充道。“之前的关注点主要集中在基因变化上,但现在的重点正在转向了解白血病细胞如何劫持各种代谢途径以求生存。”
总之,威尔莫特团队在其《自然》论文中声明:“由于牛磺酸是能量饮料中的常见成分,并且常常作为补充剂用于减轻化疗的副作用,我们的工作建议在白血病患者中仔细考虑补充牛磺酸的益处。”
Bajaj表示,未来的研究应该调查白血病患者体内的牛磺酸水平。但最重要的是:“我们目前的数据表明,开发稳定有效的方式阻止牛磺酸进入白血病细胞将是有帮助的,”她说。
该研究涉及Bajaj实验室、由博士John Ashton领导的基因组研究中心、威尔莫特癌症微环境项目的成员以及遗传学、表观遗传学与代谢(GEM)项目之间的广泛合作。前威尔莫特教职员工Craig Jordan博士的数据也为报告贡献了力量。论文的共同第一作者,包括在Bajaj实验室进行大部分工作的Sonali Sharma博士(博士后研究员)、Benjamin Rodems(高级技术员)、Cameron Baker(高级生物信息学分析师)和Christina Kaszuba(博士生)。主要资助机构为国家癌症研究所和国家糖尿病、消化及肾脏疾病研究所,均为国家卫生研究所的一部分。此外,还有美国血液学会、白血病研究基金会和白血病与淋巴瘤协会。