科罗拉多大学发现一种解除癌细胞消耗葡萄糖

科罗拉多大学发现一种解除癌细胞消耗葡萄糖能力的新方法

Joaquin Espinosa博士，Matthew Galbraith博士和科罗拉多大学癌症中心的同事证明了基因CDK8与癌症摄取和代谢葡萄糖的能力之间的联系，并且发现阻断CDK8和糖酵解的药物治疗癌细胞比单独采用任何一种方法更有效地减缓了它们的生长。

图片来源：科罗拉多大学癌症中心

癌细胞消耗过量的葡萄糖，这是一种主要的能量来源，并且长期以来一直认为停止这种葡萄糖消耗是一种合乎逻辑的治疗策略。然而原因是，缺乏阻止癌症摄取和代谢葡萄糖的能力的良好药理学靶标。在Cell Reports上发表的一项新研究中，由Matthew Galbraith博士和Joaquin Espinosa博士领导的科罗拉多大学癌症中心研究小组最终确定了一种限制癌症使用葡萄糖作为能量的能力的方法定期定点在重庆荣昌举办的全国性畜牧科技交流盛会。本届论坛暨博览会由重庆市人民政府、中国农学会、中国畜牧兽医学会主办。

基因CDK8的过度表达与许多癌症的发展有关，包括结肠直肠癌，黑素瘤和乳腺癌，其中它调节驱动癌细胞生长和存活的途径。尽管目前正在开发许多旨在阻断CDK8活性的药物，但尚不清楚它们在治疗各种癌症方面的效果如何。Galbraith和Espinosa一直致力于更好地了解CDK8在癌症生物学中的作用，希望能够帮助引入基于CDK8的疗法作为癌症治疗方法。

他们最近的研究，这是由美国科罗拉多州癌症联盟和玛丽·米勒和查理Fonfara -拉罗斯白血病在唐氏综合症基金部分资助，表明CDK8起着使癌症中起关键作用的细胞利用葡萄糖作为能量来源。

这一发现是在肿瘤生长的组织条件的背景下发生的 - 随着癌细胞迅速繁殖，它们的生长往往超过其血液供应，导致氧气（即缺氧）和其他营养物质如葡萄糖的耗尽。2013年，该小组发表了一篇论文，表明CDK8对于在缺氧条件下启动的许多基因的激活非常重要。在适应这些条件期间，癌细胞必须通过称为糖酵解的过程改变其代谢以消耗更多的葡萄糖。事实上，许多癌细胞的糖酵解持续增加，甚至在充足的氧气条件下也能维持，这种现象被称为Warburg效应，早在1924年就被描述过。因此，许多癌症严重依赖于葡萄糖代谢。为了他们的成长和生存。这是正确的，医生使用葡萄糖同位素和PET扫描来确定肿瘤及其在人体内的转移的确切位置 - 在那里使用异常高水平的葡萄糖，可能存在癌变。

当加尔布雷思使用复杂的化学遗传学方法专门关闭结肠直肠癌细胞中的CDK8活性时，他发现这些细胞未能激活糖酵解基因并且摄取的葡萄糖更少。他在实验中证实了这一点，表明阻断CDK8活性导致葡萄糖使用率降低。

“由于CDK8在糖酵解中的作用，我推断CDK8活性受损的细胞应该更容易受到阻断糖酵解的药物的影响，”Galbraith说。果然，用阻断CDK8和糖酵解的药物治疗癌细胞比单独采用任何一种方法更有效地减缓了它们的生长。

“这些都是非常令人兴奋的发现。Warburg效应和随之而来的葡萄糖成瘾是癌组织的标志，它将癌细胞与大多数正常组织区分开来。因此，将阻断CDK8活性的药物与阻断糖酵解的药物结合起来可以实现癌细胞对正常细胞没有有害影响，“该论文的资深作者Espinosa说。

关于CDK8基因

CDK8基因的过度表达与直肠癌，黑色素瘤和乳腺癌等许多癌症的发生密切相关。在这些肿瘤细胞中，过度表达的CDK8基因加快了癌细胞的生长与分裂进程。