新的“阿基里斯之踵”乳腺癌:肿瘤细胞线粒体

杰斐逊Kimmel癌症中心的研究者已经发现癌细胞线粒体毫无戒心的大国和“阿基里斯之踵”的肿瘤生长,打开门为新的治疗靶点在乳腺癌和其他肿瘤类型。

报告在网上12期的细胞周期,迈克尔·p·Lisanti医学博士博士,教授和主席干细胞生物学和托马斯杰弗逊大学再生医学和同事提供第一个体内乳腺癌细胞执行增强的证据线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)产生大量的能量。

“我们和其他人已经表明,癌症是一种寄生虫病,抢断能量从主机——你的身体,“Lisanti博士说,“但这是第一次我们所示人类乳腺组织癌细胞线粒体是发号施令,最终可能被操纵对我们有利。”

线粒体是能源生产发电厂在正常细胞。然而,癌细胞有放大这种能源生产机制,至少5倍能源生产能力,与正常细胞相比。简单地说,线粒体是癌细胞的强国,他们的燃料肿瘤的生长和转移。

这项研究提出的研究进一步支持与线粒体抑制剂阻断这一活动——例如,一个非专利的仿制药用于治疗糖尿病被称为二甲双胍,可以逆转肿瘤的生长和化疗抵抗。这种新概念会从根本上改变我们如何治疗癌症病人,并刺激新的代谢癌症预防和治疗策略。

调查强国

肿瘤细胞是否有线粒体功能一直是一个激烈争论的话题在过去的85年。有人认为癌细胞线粒体不使用,而是使用专门糖酵解;这是被称为Warburg效应。但杰弗逊的关注研究人员表明,这种低效率的方法生产能源的实际发生在周围的基质细胞,而不是在上皮癌细胞。这个过程然后为肿瘤细胞提供了丰富的线粒体燃料。他们已经创造了这个“反向Warburg效应”,相反或逆转现有的范例。

直接研究线粒体的作用,研究人员,包括作者和合作者Federica Sotgia,癌症生物学系助理教授,看着线粒体功能在人类乳腺癌样本使用COX活性染色。以前,这个简单的只是应用于肌肉组织染色,mitochondrial-rich组织。

研究人员发现,人类乳腺癌上皮细胞显示放大的线粒体活动水平。相比之下,相邻间质组织显示很少或没有线粒体氧化能力,符合新范式。这些研究结果进一步验证了使用计算机信息学方法与资料来自2000多个人类基因乳腺癌样本。

现在清楚的是,癌症细胞线粒体发挥关键作用的“寄生”正常成纤维细胞和癌细胞之间的能量转移,肿瘤的生长和转移。

“我们提出了新的证据,癌细胞线粒体是肿瘤细胞生长和转移的核心,“Lisanti博士说。“新陈代谢,药物二甲双胍阻止癌细胞利用线粒体,诱发糖酵解和乳酸生产,并转移癌细胞向传统“Warburg效应”。这有效地使癌细胞死亡”。

个性化治疗

尽管考克斯线粒体活动染色从来没有被应用于肿瘤组织,它现在可以经常用于区分癌细胞和正常细胞,癌症手术期间和建立负利润。这是一个非常具有成本效益的测试,因为它经常被用于肌肉组织50多年来,但不是为癌症的诊断。

更重要的是,似乎upregulation线粒体活动的一个共同特征的人类乳房癌症细胞,与雌激素受体阳性(ER +)和负(ER)疾病。结果分析表明,线粒体基因签名也与肿瘤细胞转移的风险增加有关,尤其是在ER阴性(ER)患者。

“线粒体是阿基里斯之踵的肿瘤细胞,”Lisanti博士说。”,我们相信,针对线粒体代谢为癌症诊断和治疗有着广泛的含义,并可能被利用在个性化的追求癌症医学。”