JBC：血糖、透明质酸与癌症

　　

生物通报道：东芬兰大学UEF的一项新研究发现，细胞糖浓度升高会增加透明质酸的产量，并促进癌细胞生长。文章发表在Journal of Biological Chemistry杂志上。研究人员指出，对透明质酸的生产进行调控，有望成为阻止癌细胞扩散的新途径。

透明质酸是长链线性的高分子碳水化合物，是人体内的一种重要成分。透明质酸存在于许多细胞表面，在胎儿发育和正常组织平衡的维持中具有关键性作用。

正常情况下，透明质酸具有促进组织修复的作用。不过这一物质也能够支持炎症，促进癌细胞生长。透明质酸保持水分的能力很强，因此在化妆品中被广泛使用。另外，医疗领域也常用透明质酸来治疗骨关节炎症状和进行眼部手术。以治疗为目的将透明质酸注射入人体，与癌症风险并无关联。

哺乳动物体内有三个同源基因，负责编码具有透明质酸合成酶活性的蛋白（HAS1、HAS2和HAS3）。另外，透明质酸的合成还需要葡萄糖衍生物。在三种透明质酸合成酶中，人们对HAS1酶了解得最少，而研究显示HAS1对癌症的作用远比预期的要大。此外，东芬兰大学的Hanna Siiskonen还在研究中发现，HAS1在炎症中也有着重要作用，与炎症调控相关的生长因子（如白介素）能增加其活性。

Raija Tammi和Markku Tammi教授领导的东芬兰大学研究团队发现，在透明质酸的生产过程中，与HAS2和HAS3相比HAS1需要的糖浓度更高。众所周知，高血糖会加速癌细胞生长。在血糖水平高的糖尿病患者体内，透明质酸的水平也较高，而糖尿病患者是患乳腺癌的高风险人群。研究人员指出，提高葡萄糖水平会增加透明质的生产，继而促进癌细胞生长。这一发现为癌症治疗带来了新的启示。

研究人员希望能够通过调节透明质酸的水平，来阻止癌症及相关疾病的进程。现在，已有分解透明质酸的酶进入了临床试验，显示这种酶的确能够抑制癌细胞的生长与迁移，增强抗癌药物的效力。

UEF生物医学研究所的Raija Tammi和Markku Tammi教授致力于透明质酸研究已有25年，在国际上久负盛名。该团队专注于解析调控透明质酸生产的细胞生物学机制，在多种癌症中建立了透明质酸水平高与癌症预后差之间的关联，包括乳腺癌、前列腺癌、结肠癌、子宫癌、肺癌和卵巢癌等。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Hyaluronan Synthase 1 (HAS1) Requires Higher Cellular UDP-GlcNAc Concentration than HAS2 and HAS3

Mammals have three homologous genes encoding proteins with hyaluronan synthase activity (Has1–3), all producing an identical polymer from UDP-N-acetylglucosamine and UDP-glucuronic acid. To compare the properties of these isoenzymes, COS-1 cells, with minor endogenous hyaluronan synthesis, were transfected with human Has1–3 isoenzymes. HAS1 was almost unable to secrete hyaluronan or form a hyaluronan coat, in contrast to HAS2 and HAS3. This failure of HAS1 to synthesize hyaluronan was compensated by increasing the cellular content of UDP-N-acetyl glucosamine by ∼10-fold with 1 mm glucosamine in the growth medium. Hyaluronan synthesis driven by HAS2 was less affected by glucosamine addition, and HAS3 was not affected at all. Glucose-free medium, leading to depletion of the UDP-sugars, markedly reduced hyaluronan synthesis by all HAS isoenzymes while raising its concentration from 5 to 25 mm had a moderate stimulatory effect. The results indicate that HAS1 is almost inactive in cells with low UDP-sugar supply, HAS2 activity increases with UDP-sugars, and HAS3 produces hyaluronan at high speed even with minimum substrate content. Transfected Has2 and particularly Has3 consumed enough UDP-sugars to reduce their content in COS-1 cells. Comparison of different human cell types revealed ∼50-fold differences in the content of UDP-N-acetylhexosamines and UDP-glucuronic acid, correlating with the expression level of Has1, suggesting cellular coordination between Has1 expression and the content of UDP-sugars.