長庚大學白麗美教授團隊發現癌細胞適應逆境秘密

長庚大學白麗美教授研究團隊發現,癌細胞在營養缺乏的環境中,會形成CTP合成酵素線狀結構(CTP synthase filament),進而幫助癌細胞克服困境並提供生長潛力。同時,團隊更首度發現,在人體必需的營養素胺基酸中,其組成之一的組胺酸 (histidine)是形成此結構的最主要供給者,這項成果9月刊登於國際頂尖的期刊「細胞報導」(Cell Reports),為癌症研究領域提供新視野。
 
長庚大學白麗美教授。
 
生物醫學研究所白麗美教授表示,CTP是細胞合成所需的基本要素之一,其合成酵素的活性對於癌細胞的生長相當重要,但是當癌細胞過度生長時會導致營養補給不足,促使這些異常細胞發展出適應逆境的策略。
 
白教授長期利用果蠅動物模型與哺乳類細胞鑽研細胞內的生理現象,近期偕林威成博士等實驗室成員與校內「分子醫學研究中心」蛋白質體實驗室、代謝體與生物資訊核心實驗室合作,利用高通量分析研究CTP合成酵素線狀結構的形成機制,成果讓人振奮。
 
長庚大學白麗美教授(右四)、林威成博士(左六)與「分子醫學研究中心」研究團隊合影。
 
本次研究是經由「美國癌症登月計畫」的國際合作團隊協助,透過美國癌症基因體圖譜計畫(TCGA)大數據分析發現,癌細胞會藉由調節組胺酸的代謝來適應逆境,而影響病人存活率。此研究發現組胺酸促進CTP合成酵素線狀結構形成,抑制其酵素活性,進而避免消耗過多能量來適應逆境。讓人振奮的是,這項突破性的發現關於組胺酸影響癌症的機制與美國麻省理工學院於今年7月發表在「自然」(NATURE)期刊的研究成果不謀而合,重要性不言而喻。
 
CTP合成酵素線狀結構(圖中綠色線狀)在共軛焦顯微鏡下的模樣
 
此外,長庚大學研究團隊更進一步證明,組胺酸的代謝與蛋白質的甲基化修飾作用有關,也就是說,環境、飲食等外在的後天因素會利用化學修飾對DNA及蛋白質進行表觀遺傳上的調節,進而影響癌細胞是否能夠活躍發展。這是世界上首次發現組胺酸代謝調控蛋白質的重要生理機制,研究成果於9月4日發表後,白麗美教授隨即接獲來自美國學界的演講邀請,深獲關注。
 
白教授指出,此研究完整地闡釋細胞如何改變自身的代謝反應而影響蛋白質酵素的生理作用,進而使細胞有更佳的優勢來克服不佳的環境。換言之,此研究對於癌症的治療提供了新的策略與契機,研究團隊未來將繼續與長庚大學各個核心實驗室攜手合作,深入探究組胺酸如何影響癌症細胞的生理現象,為癌症治療開創新方向 。
 
《媒體報導》
 
 
 
 
 
 
 
 
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