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无论什么形式的癌症需要在体内,它开始在细胞水平上通过新陈代谢胡作非为和成长。改变代谢的理解癌症已经收到新的研究兴趣,根据安倍Stroock,威廉·c·胡言乱语导演和戈登·l·史密斯种植教授化学和生物分子工程学院。他最新的研究调查了癌症新陈代谢在多尺度,为未来的研究打下理论基础。
“癌症具有明显的代谢,在某种意义上,它是最早的特点(疾病)在细胞和亚细胞尺度确定,“Stroock说,资深作者的“多尺度计算Warburg效应的研究,反向Warburg效应和谷氨酰胺成瘾在实体肿瘤,”最近发表在PLOS计算生物学。
Mengrou山博士前塞缪尔·c·弗莱明家族Stroock实验室毕业的,是作者。
近100年前,德国生理学家、诺贝尔奖获得者奥托华宝假设肿瘤生长是由线粒体消耗异常大量的葡萄糖,即使在氧的存在。健康的细胞只消耗葡萄糖在缺乏氧气。这种现象改变了代谢的癌症被称作Warburg效应。
华宝猜测,癌症是一种代谢疾病,首先,但后续研究提出基因突变在癌症的根源。
“华宝声称这代谢缺陷是癌症的起源,在一些重要方面,今天被开除,“Stroock说。“但是我们仍然不治愈癌症,所以关于新陈代谢的问题,因为他们与癌症的遗传学回桌上。”
当癌症细胞消耗葡萄糖,Stroock说,他们通过这一过程被称为糖酵解,大量的葡萄糖转化成乳酸。这是一个非常低效的方法使用相同glucose-the现象发生在疲劳肌肉消耗糖��氧,导致乳酸酸中毒,如果任其发展。
研究的目标之一就是找出如果在癌症的新陈代谢以及古怪,像Warburg效应,帮助或伤害了肿瘤的生长。例如:鉴于糖酵解的内在效率低下,肿瘤细胞应该是弱势群体相对于健康的组织。
“的原因之一是一个紧迫的问题是,我们目前的理解是基于适者生存,肿瘤“Stroock说。“它(癌症)获胜,因为癌细胞藐视规则的良好的组织细胞,是,“做你告诉,”和“遗传完整性。在这样做,肿瘤将健康的组织。”
Stroock旨在确定关联的代谢过程的优点和缺点在多个scales-intracellular,细胞,multicellular-and创建工具。这些过程建模的组织在三个代谢场景:
Warburg效应(有氧运动消耗的葡萄糖);
谷氨酰胺上瘾,这一直被视为一个标志的癌症新陈代谢,;
癌细胞的反向Warburg效应,“劫持”非癌变细胞肿瘤的微环境,迫使它们消耗葡萄糖像癌细胞一样。
该组织利用的工具之一是flux-balance分析(FBA),确定营养物质的利用率的计算方法在单个细胞内代谢过程。
使用功能性的结果模型形式的细胞的数量实体肿瘤,该集团证实,Warburg效应提供了肿瘤的生长优势,但这谷氨酰胺上瘾不肿瘤细胞的增长中受益。“我们证明它不是有用glutamine-addicted(肿瘤),“Stroock说。“社区将不得不寻找其他方式谷氨酰胺是重要的。”
Stroock之间的关系的研究小组还提出见解健康的细胞和肿瘤细胞在反向Warburg效应下,允许更多的氧气穿透癌细胞在资源有限的微环境。
Stroock表示,该集团的工作,而打开门未来的研究,也证实了一个近100岁的理论。“它让这个古老的假说在更坚实的基础,”他说,“我们现在知道更多定量…癌细胞如何使用这种华宝机制。”
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