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生物治疗国重室黄灿华团队在Trends in Biochemical Sciences发表综述论文

发布时间 :2019年01月23日 来源 :生物治疗国家重点实验室 编辑 :廖芹

近日,我校长江学者、 “973”首席科学家、生物治疗国家重点实验室黄灿华教授团队在Cell旗下期刊Trends in Biochemical Sciences(影响因子15.678)上发表了题为“Targeting Metabolic-Redox Circuits for Cancer Therapy”的综述性文章,系统地总结了肿瘤细胞代谢和氧化还原信号的“交叉对话”机制。论文第一作者为王魁副研究员,并列第一作者为蒋静文博士,黄灿华教授为通讯作者。

代谢重编程(Metabolic reprogramming)与氧化应激(Oxidative stress)是肿瘤细胞的重要生物学特征。与正常细胞主要依赖于线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)不同,为了满足快速增殖对ATP供能和“合成材料”(Building blocks)的大量需求,大多数肿瘤细胞依赖于有氧糖酵解途径(Warburg效应)分解葡萄糖。肿瘤细胞代谢模式的改变造成其副产物活性氧ROS产生。一定阈值范围内的ROS可作为第二信使在肿瘤发生发展过程中发挥关键作用,而过度的氧化应激则会造成DNA损伤、表观遗传学改变等,甚至导致肿瘤细胞死亡。因此,肿瘤细胞在具有较高ROS水平的同时,也会激活细胞内抗氧化体系(如NADPH、GSH等)缓冲氧化应激压力,维持细胞内氧化还原稳态,促进肿瘤细胞存活。

肿瘤细胞代谢与氧化还原信号存在复杂而精细的调控机制。一方面,肿瘤细胞的代谢改变导致线粒体、NOXs等来源的ROS产生;另一方面,为了缓冲氧化应激压力,肿瘤细胞可通过调控氨基酸代谢、磷酸戊糖途径(PPP)等代谢途径,产生GSH和NADPH等还原力。有趣的是,ROS可通过氧化还原修饰(oxPTMs)直接改变代谢酶(如GAMPDH, PKM2, AMPK, TPβ等)的活性或功能,从而重塑肿瘤细胞的代谢表型。此外,ROS也可造成DNA损伤,从而可能导致癌基因(如KRAS, BRAF等)的突变激活。癌基因的激活又可通过调控代谢或促进ROS产生等方式促进肿瘤发生发展。肿瘤细胞代谢模式的改变在一定条件下又可导致癌基因的突变活化。肿瘤细胞代谢与氧化还原信号通过以上一系列的“交叉对话”,形成动态的代谢--氧化还原信号环路(metabolic-redox circuits),调控肿瘤发生发展和耐药。靶向肿瘤细胞的代谢--氧化还原信号环路有望从新的角度为临床抗肿瘤治疗提供新思路。

 

 

黄灿华教授团队长期围绕“氧化还原信号调控、代谢与肿瘤发生发展”开展研究,近年来在肿瘤相关氧化还原蛋白的筛选和鉴定、氧化还原蛋白的生物学功能研究和抗氧化调变等方面做出了一系列重要工作。该工作得到国家科技部重大科学研究计划(973计划)、国家自然科学基金创新研究群体、重大、重点及面上等项目的支持。

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