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自然破解肿瘤产酸之谜华人科学家首次 [复制链接]

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年,德国生理学家OttoWarburg发现,与正常细胞相比,癌细胞的生长重度依赖糖酵解,而这个过程会产生大量“代谢废物”乳酸[1]。

高能耗的癌细胞的这一反常行为,困扰了科学家几十年。

当然,肿瘤青睐产乳酸的糖酵解,肯定不是为了喝一口酸奶,而是为了变得更强、长得更大、跑得更快。

但是,肿瘤产生的乳酸是如何帮助肿瘤开枝散叶、发展壮大的呢?这背后的机制,一直不清不楚。

近日,来自芝加哥大学赵英明教授团队,以及洛克菲勒大学等研究结构的科学家终于揭开了这一谜团。

他们发现,乳酸可以以乳酸化的表观遗传学修饰形式,连接到巨噬细胞基因组的组蛋白上,调控相关基因的开关,促使巨噬细胞从促炎、抗癌的M1型向抗炎、促癌的M2型转变。

▲机制图DOI:10./d---1

更重要的是,这也是科学家首次发现乳酸可以作为组蛋白翻译后的表观遗传学修饰,调控基因表达。这项突破性发现,让我们对乳酸的功能有了全新的理解,也会促使科学家们重新审视“瓦博格效应”。

要知道,存在“瓦博格效应”的可不止肿瘤,还有败血症、自身免疫疾病、动脉粥样硬化、糖尿病和衰老等[2]。甚至,人在运动过程中也会产生乳酸。这些乳酸是不是也会以表观遗传修饰的形式,影响人体的健康?给人无限遐想。

这项重要的研究成果发表在顶级期刊《自然》杂志上[3]。ZhangDi和TangZhanyun两位华人科学家是论文的第一作者。

▲赵英明教授(图源:benmay.uchicago.edu)

“研究瓦博格效应是非常有趣的事情,因为这个现象在肿瘤中非常普遍,但是没人知道这个现象对肿瘤中各种细胞是否有调节作用,”赵英明教授说[4]。“如果有,那调节的过程又是什么呢?”

我们都知道,乳酸是“瓦博格效应”的终产物,不过在很长的一段时间内,它都被当做代谢废物看待。最近几年,有科学家发现乳酸可以被一些免疫细胞感知,进而给肿瘤营造一个免疫抑制的环境[5]。还有人发现,乳酸可以被肿瘤相关成纤维细胞转化成乙酸,供癌细胞使用[6]。

虽然已经有了上面的这些研究成果,但是赵教授团队认为乳酸控制细胞功能的机制仍是未知的。根据前面的介绍,我们知道,搞清楚乳酸的作用,对于癌症等疾病的治疗显然是非常重要的。

作为表观遗传学和蛋白质修饰领域的学术大牛,赵教授团队是目前世界上发现蛋白质修饰最多的实验室,多种表观修饰都是他们团队率先发现的。

有了这个基础,他们最先想到的切入点自然就是蛋白质的表观遗传学修饰:会不会是存在乳酸化?

▲巨噬细胞(白)吞噬癌细胞(红)

(图源:

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