西安交大科研人員與哈佛大學(xué)合作破解腫瘤細胞能量代謝的“Warburg Effect”之謎

wugonghe · 發(fā)表于 2020-9-23 12:52:23

西安交大劉健康教授團隊和哈佛大學(xué)魏文毅教授等團隊緊密合作，經(jīng)過長達6年多的努力，發(fā)現(xiàn)了腫瘤細胞增殖中“細胞周期紊亂”與“細胞代謝紊亂”兩者偶聯(lián)的關(guān)鍵調(diào)控通路 Skp2-IDH1/2，為闡明腫瘤細胞Warburg Effect的發(fā)生機制和靶向能量代謝防治癌癥提供了重要科學(xué)證據(jù)。相關(guān)成果以“Skp2 dictates cell cycle-dependent metabolic oscillation between glycolysis and TCA cycle”為題發(fā)表在中國科學(xué)院主辦的國際期刊Cell Research雜志。Cell Research雜志是中國主辦的最具國際影響力的英文期刊，目前影響因子為20.5。

研究采用細胞能量分析儀和同位素標記的代謝通量測定方法，測定了多種細胞在不同細胞周期階段的代謝表型，發(fā)現(xiàn)哺乳動物細胞在分裂間期（G1期），糖代謝以TCA循環(huán)為主，而在分裂期（S期）則更傾向于使用糖酵解。細胞周期與代謝的耦合依賴于TCA循環(huán)的關(guān)鍵酶IDH1/2，而IDH1/2蛋白質(zhì)的水平則是受到細胞周期調(diào)節(jié)因子Skp2的調(diào)節(jié)（圖1）。

西安發(fā)展-悅西安-西安交大科研人員與哈佛大學(xué)合作破解腫瘤細胞能量代謝的“Warburg Effect”之謎-榮耀西安論壇-(1)

圖1. 腫瘤細胞周期異常和糖酵解偏好的偶聯(lián)關(guān)系

該研究進一步揭示，在前列腺癌中，Skp2豐度的升高使得IDH1穩(wěn)定性降低，從而有利于糖酵解和腫瘤發(fā)生。通過使用Skp2抑制劑處理前列腺癌細胞，可以引起IDH1的蛋白質(zhì)水平的升高，促進腫瘤細胞代謝從糖酵解轉(zhuǎn)換為正常細胞所偏好的TCA循環(huán)，實現(xiàn)抑制腫瘤細胞增殖的效果（圖2）。

西安發(fā)展-悅西安-西安交大科研人員與哈佛大學(xué)合作破解腫瘤細胞能量代謝的“Warburg Effect”之謎-榮耀西安論壇-(2)

圖2. Skp2可能通過抑制腫瘤代謝提供有效的抗癌治療

西安交通大學(xué)劉健康教授和哈佛大學(xué)魏文毅教授為論文的共同通訊作者。西安交大生命學(xué)院和前沿院為文章的第一作者單位。西安交大劉靜、彭韻樺、時樂為共同第一作者，參與這項工作的還包括西安交大生命學(xué)院龍建綱、張爽曦、王遜、高靜；哈佛大學(xué)Lixin Wan, Hiroyuki Inuzuka, Jianping Guo, Jinfang Zhang, Min Yuan, Xiangpeng Dai, Pier Paolo Pandolfi, John M. Asara, William G. Kaelin, Jr.；日本東北大學(xué)Shozo Furumoto, 及上海中醫(yī)藥大學(xué)Lijun Jia等人。該工作得到了國家自然科學(xué)基金和國家重點研發(fā)計劃等項目的支持。