缺氧是癌细胞扩散的主要原因,氧是最好的药!

2016-10-310阅读0

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  美国每日科学网站2012年5月3日报道,研究表明,缺氧会推动癌症发展。

  根据佐治亚大学的最新研究成果,细胞缺氧或许是某些癌症的肿瘤不受控制地快速扩散的主要根源。目前的普遍看法是,基因突变导致癌症发展。

  佐治亚大学著名学者、富兰克林艺术与科学学院生物信息学和计算生物学教授徐鹰说,如果事实证明细胞低氧状态是某些类型癌症的主要推动力,那么,控制恶性增长的治疗方案就会大大改变。

  研究小组抽样分析了一个公共数据库里七类癌症的RNA数据或称转录数据。他们发现,细胞长期缺氧可能是癌症恶化的主要推动力。《分子细胞生物学在线杂志》发表了研究报告。

  以前曾有研究指出细胞低氧状态是癌症发展的一个促进因素,但不是癌症恶化的推动力。徐鹰指出,世界上癌症发病率居高不下无法仅仅用偶然的基因突变来解释。他还说,融合了生物学与计算学的生物信息学使研究人员得以从全新的角度看待癌症。基因层面的突变或许会给予癌症细胞相对于健康细胞的竞争优势,但他提出的癌症发展新模式不需要有通常的病状,比如癌基因突然扩散———那是癌细胞出现的前兆。

  “癌症药物试图抵达特定突变在分子层面的根源,但癌症往往绕开它,”徐鹰说,“因此我们想,也许基因突变并非癌症的主要推动力。”

  到目前为止,癌症研究大多着重于设计药物治疗方案来对付与特定类型癌症有关的基因突变。徐鹰的研究小组分析了从“斯坦福微数组数据库”下载的数据,辨别出七类癌症———乳腺癌、肾癌、肝癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌和胃癌———的异常基因表达形式。这个网上数据库允许科学家从微数组芯片检索信息,微数组芯片是包含了大量基因资料的小玻璃片。

  徐鹰以基因HIF1A为生物标记来表示细胞内分子氧的数量。全部七类癌症均显示HIF1A数量上升,说明癌细胞内的含氧量下降。

  细胞内缺氧会阻碍氧化磷酸化活动,而氧化磷酸化是正常情况下细胞将养分转化成能量的高效途径。随着氧气减少,细胞转而用酵解方式来生成被称作A TP的能量单位。而通过酵解来获取能量的效率要低得多,因此癌细胞必须加倍辛勤工作来获取更多养分———具体地讲就是葡萄糖———以便活下去。当含氧量降到极低程度时,长出新血管的过程就开始了。新的血管提供新鲜氧气,从而提高细胞和肿瘤里的含氧量,减缓癌症的发展———但只是暂时的。

  “癌细胞得到更多养分就会生长,这使肿瘤的生物量变大,也就更加缺氧。反过来,能量转化效率进一步下降,致使细胞更加饥饿,促使细胞从血液流动中获得更多养分,于是形成恶性循环。这可能是癌症的主要驱动因素,”徐鹰说。

  徐鹰指出,这个新的癌症发展模式有助于解释为什么许多癌症很快、往往在三到六个月内就变得具有抗药性。他强调了通过实验性癌症研究对这个新模式进行检验的重要性。假如这个模式适用,那么研究人员就需要想办法防止细胞出现低氧状态,癌症治疗可能会发生翻天覆地的变化。

  从这种意义上讲,氧不仅可以预防治疗许多疾病,而且可以预防和治疗癌症。

  因此,氧不仅是生命的第一要素,也是最好的药。