很開心實驗室的研究內容終獲發表
https://doi.org/10.1038/s41467-024-51875-9
以下簡介一下我們在這篇論文的研究內容
在癌細胞中，新陳代謝的改變是促進癌症進展的重要因素。正常細胞在氧氣充足的環境下，會進行有氧呼吸，在細胞的發電工廠—粒線體內利用氧氣來產生大量的能量；而在氧氣不足的情況下，細胞則會進行發酵作用，透過細胞質中的糖解作用產生少量能量，同時生成酒精或乳酸。然而，科學家早已發現，癌細胞即使在氧氣充足的條件下，仍然傾向以糖解作用作為主要代謝方式，這一現象被稱為瓦氏效應（Warburg Effect）。藉由這種代謝機制的轉變，癌細胞可以獲得糖解作用的中間產物，從而合成細胞分裂所需的DNA、RNA和蛋白質，使其能夠快速增生。
癌細胞的這種特殊能量代謝模式一直以來引起科學家的極大興趣。更為重要的是，科學家希望能夠通過引導癌細胞恢復正常的有氧呼吸來切斷其能量供應，從而阻止癌細胞的增生。為此，科學家們拆解糖解作用的下游供應鏈，希望從中找出最為重要的下游分子。在這其中，科學家發現，丙酮酸激酶PKM2的活性最為關鍵。而此次，我們的研究發現，在腫瘤內的惡劣環境中，缺氧會導致硫化氫的生成，而硫化氫是一種由身體自然產生的氣體訊號分子。硫化氫透過蛋白後修飾改變了PKM2的蛋白結構，從而改變其活性，促進癌細胞的糖代謝，使其攝取更多的葡萄糖進行糖解作用，並迅速增生。
我們找到了硫化氫在PKM2上的修飾位點，並發現如果阻止硫化氫對這一位點的修飾，就能改變癌細胞特有的糖代謝途徑，引導癌細胞恢復正常的有氧呼吸，並切斷其中間產物的供應，進而阻止癌細胞的增生。團隊進一步利用乳癌細胞的小鼠致癌模型，證實了阻止硫化氫修飾PKM2可以有效抑制乳癌的生長。此項研究發現的抗癌策略，若能進一步發展為藥物，不僅可應用於乳癌治療，還有望應用於其他癌症的治療。 本研究由清華大學生醫學院的林愷悌、鄭惠春、王雯靜和王慧菁老師組成的跨領域團隊進行，並與中國醫藥大學的王陸海院士和台北醫學大學的龔行健院士合作，從代謝醫學的角度結合結構生物學的分子機制，找出了重要的癌症治療關鍵。