Nature子刊：癌关键酶的双重生活

　　

生物通报道  数十年来，科学家们一直将对tRNA合成酶的研究焦点，放在它在细胞内蛋白质合成中所起的重要作用上。近日来自佛蒙特大学的药理学教授Karen Lounsbury博士、生物化学教授Christopher Francklyn及同事们在新研究中证实tRNA合成酶在癌症转移中也发挥了非常关键的作用。

该研究小组发现苏氨酰-tRNA合成酶(TARS)过着一种“双重生活”：一方面作为一个关键因子调控侵袭性癌症利用的一条信号通路诱导血管发生；一方面提供新的食物供应支持癌症生长。研究结果在线发表在2月21日的《自然科学报告》（Nature Scientific Reports）杂志上。

根据论文的第一作者、佛蒙特大学护理学讲师及博士后工作人员Tamara Williams所说，恶性肿瘤生长速度过快，局部血液供应无法满足其需要。此时，癌细胞会发出信号，TARS分泌，启动血管生成。

“在新研究中，我们发现一度被认为只在细胞中对蛋白质合成发挥管家作用的TARS，在内皮细胞中‘兼职’成为了一种分泌信号介质，对癌细胞通常生成的因子起反应，”Williams说。

研究人员利用鸡胚绒毛尿囊膜实验（chick chorioallantoic membrane assay）开展了体内血管生成模型研究。Williams和研究团队将小块的手术海绵放到10日龄鸡胚血管膜表面上，向海绵上添加TARS等化合物。在三天的时间内每隔24小时获取一次海绵及周围组织图像，随后分析图像以评估化合物对于海绵周围局部血管形成的影响。测试旨在确定该化合物是能够促进新血管生成，或是抑制血管生成，亦或是没有影响。利用这一试验，研究小组证实TARS通过增进血管细胞朝着癌细胞信号定向迁移而促进了血管生成。研究还表明，一种称作抑制剂BC194的有效TARS活性抑制剂能够阻断它诱导的血管生成。

“这些令人惊讶的新研究发现对于癌症研究团体具有重要的意义，并为开发出新的早期敏感性诊断提供了潜在机遇，”Williams说。

“从商业的角度上来说，可利用化合物降低TARS从而来阻止癌症中的血管生成，利用化合物增加TARS来促进血管生成，实验室血液检测TARS可以作为某些癌症进展的诊断参考，”蒙特大学技术商业化办公室技术授权人员Kerry Swift说。

Williams补充说，TARS有效抑制剂的抗血管生成活性为开发新的疗法，通过终止TARS诱导的血管生成而阻断肿瘤生长与转移铺平了道路。

“这些类型的疗法有可能与其他靶向和杀死癌细胞的治疗联合应用，成为个体化癌症医学方法的一部分，促使患者治疗上取得更大的成功，”她说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Secreted Threonyl-tRNA synthetase stimulates endothelial cell migration and angiogenesis

Aminoacyl-tRNA synthetases classically regulate protein synthesis but some also engage in alternative signaling functions related to immune responses and angiogenesis. Threonyl-tRNA synthetase (TARS) is an autoantigen in the autoimmune disorder myositis, and borrelidin, a potent inhibitor of TARS, inhibits angiogenesis. We explored a mechanistic link between these findings by testing whether TARS directly affects angiogenesis through inflammatory mediators. When human vascular endothelial cells were exposed to tumor necrosis factor-α (TNF-α) or vascular endothelial growth factor (VEGF), TARS was secreted into the cell media. Furthermore, exogenous TARS stimulated endothelial cell migration and angiogenesis in both in vitro and in vivo assays. The borrelidin derivative BC194 reduced the angiogenic effect of both VEGF and TARS, but not a borrelidin-resistant TARS mutant. Our findings reveal a previously undiscovered function for TARS as an angiogenic, pro-migratory extracellular signaling molecule. TARS thus provides a potential target for detecting or interdicting disease-related inflammatory or angiogenic responses.