研究揭示了缺氧细胞中的氧气缺陷的新效果

一支科罗拉多大学医学院研究人员最近发表了一篇关于缺氧或缺氧，在癌症发展中发挥作用的新洞察力。Cu Cancer Center会员Joaquin Espinosa，Ph.D.，他是本文的高级研究人员，他希望有助于导致癌症的更多有针对性的治疗方法。

本月在本月发表的论文自然通信，espinosa和其余的团队 - Zdenek Andrysik，博士;Heather Bender，博士。和马修Galbraith，Ph.D.-使用的最先进的基因组学技术来映射回应癌症细胞至缺氧具有前所未有的细节，导致新的发现关于缺氧诱导因子（HIF）如何影响癌细胞和肿瘤生长。

伟大的缺氧辩论

对缺氧的细胞适应是癌症生物学的基本方面之一，特别是在实体瘤。

“大多数肿瘤不能增长，除非他们弄清楚诱导新血管的形成以供应氧气和其他营养素的方法，”Galbraith解释道。“所以，在整个肿瘤内发生的情况是它们在回合新的血管形成之间的低氧气间歇性时期。”

过去的研究主要集中于缺氧对肿瘤生长的长期效果，通常将其表征为致癌或癌症促进。然而，其他研究表明，意识到缺氧，称为缺氧诱导因子或HIF的因素可以充当一些环境中肿瘤生长的抑制剂。为了推动超出这一争议的领域，espinosa和同事调查了对缺氧的直接急性反应。

“我们雇用了一个尖端的基因组学技术，没有人在这一领域雇用，允许我们看看癌细胞在剥夺氧气的几分钟内会发生什么，”Espinosa说。

该技术使他们能够识别很快激活的数百个缺氧诱导基因缺氧，在这种重要的细胞反应中的“第一响应者”。然后，他们采用了大型公共可用数据集的计算生物学方法，以推断出这些缺氧诱导基因对实验室生长的数百种癌细胞系和来自癌症患者的数百种肿瘤样本的功能。

他们发现的是，当细胞被剥夺氧气时，它的第一反应是停止生长以保持其现有的营养和氧气。这意味着此时，缺氧导致肿瘤抑制反应，主要是通过预防新蛋白质的合成。它只是经过较长的缺氧时期，肿瘤开始生长和转移，因为细胞入侵邻近组织以寻找氧气。

“这些缺氧诱导因素是否促进肿瘤生长或预防肿瘤生长有很多关于争论，”埃斯皮斯纳说。“我们来的结论是，每个人都在一定程度。缺氧 - 诱导因子通过预防蛋白质合成早期抑制肿瘤生长，但它们还可以通过促进癌细胞侵入邻居的能力来推进肿瘤生长组织。这取决于你何时看着它。“

重要的是，HIF引发的肿瘤抑制和促进的机制可用于药理学干预。肿瘤抑制是通过抑制称为mTOR的酶的介导的，这又可以通过癌症治疗的可用药物抑制。“MTOR抑制剂可以模仿HIF的肿瘤抑制作用，”Galbraith解释说。

另一方面，肿瘤促进机制与在次氧延长的缺氧后的细胞对氧气的需要进行。通常，通过称为细胞外基质的结构，我们的细胞保持在一起，并置于含有细胞外基质的结构。然而，在被剥夺氧气较长的时间后，HIFS开关的一组酶，可以降解细胞外基质，允许癌细胞逃避氧气剥夺的肿瘤。这导致癌细胞进入血液并扩散到以前健康的组织。

“这些结果强调了发育缺氧诱导酶的抑制剂的重要性降解胶原蛋白和细胞外基质的其他组分，”Espinosa说。

一个新地图为有针对性的治疗提供了希望

Espinosa和他的团队希望他们的研究将引导未来疗法的发展，这不仅可以更好地靶向癌细胞本身，而且还针对正确时间的癌细胞中的正确过程。虽然我们以前的理解可能导致癌症研究人员完全尝试关闭缺氧响应，但Cu团队的研究表明它可能是仅在某些时候瞄准它。

“人们一直在努力瞄准具有不同治疗方法的缺氧诱导因素，但这项研究表明，当您在缺氧的早期阶段抑制HIF时，您可能希望谨慎行事。当HIF可能是肿瘤抑制“Galbraith说。

“由于缺氧反应可以是瘤在其他情况下，在某些情况下抑制抑制，这不是一个好主意发出毯子声明，我们应该始终尝试关闭它，“espinosa补充道。”相反，我们应该考虑对目标的缺氧反应的哪个方面，这是缺氧驱动侵袭和转移的方面。“

该研究在其详细绘制的缺氧反应中也是突破性的癌细胞，埃斯皮斯萨说，只有使用新技术。

“你怎么做新的发现？”espinosa问道。“好吧，你使用新技术和新乐器，这就是癌症中心总是非常支持的地方，确保共享资源有最新的乐器。”

Espinosa希望看到使用该地图的研究人员的后续研究，他的团队将来创造了他的团队。

“我会说这是缺氧早期事件的映射的最终改善，”埃斯迈斯纳说。“而那个美丽是，一旦你有一个很好的土地地图，很多人都可以使用它。”

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