从2013年的一篇Cell文章开始,他革新了癌症代谢学研究领域

【字体: 时间:2016年12月29日 来源:生物通

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  近二十年来,比利时鲁汶天主教大学的著名科学家Peter Carmeliet教授研究组一直致力于血管新生(Angiogenesis)的研究,在2013年,他们发现了一种称为糖酵解的糖代谢过程在癌症发生发展过程中的重要作用(这种代谢过程涉及到血管新生),这为抗癌治疗提出的一种革新性的新见解,近期其研究组又发现癌细胞扩增到机体其它部位的过程需要一种特殊的血管:淋巴管(lymphatic vessels),而脂肪在其中扮演了重要的角色。

  生物通报道:近二十年来,比利时鲁汶天主教大学的著名科学家Peter Carmeliet教授研究组一直致力于血管新生(Angiogenesis)的研究,在2013年,他们发现了一种称为糖酵解的糖代谢过程在癌症发生发展过程中的重要作用(这种代谢过程涉及到血管新生),这为抗癌治疗提出的一种革新性的新见解(Cell发布抗癌革新性新发现:糖酵解的作用 )。此后一年,Carmeliet教授在Nature上发表综述,系统论述了基质细胞和免疫细胞在健康/疾病状态下的代谢变化,以及代谢对细胞分化和功能的决定机制,并指出,“这篇文章可以说是一次警钟。几十年来,为了更好的治疗癌症,癌细胞代谢的每个细节都成为了研究的热点。而基质细胞和免疫细胞的代谢研究没有引起人们足够的关注。实际上研究这些细胞的代谢,可以为人们提供炎症性疾病和糖尿病的新治疗靶标。”Nature发表细胞代谢最新综述

近期Carmeliet教授研究组再次发表了最新研究成果:他们发现癌细胞扩增到机体其它部位的过程需要一种特殊的血管:淋巴管(lymphatic vessels),而脂肪在其中扮演了重要的角色。这将为研发限制癌细胞淋巴管脂肪利用的新治疗方法铺平道路。

“饿死癌细胞”近年来成为了一个热门的话题,其原理就是切断肿瘤的营养供给,而其中很重要的一步就是阻止癌细胞扩增的营养供给。过去十年间,科学家们都希望通过血管新生angiogenesis这一著名的癌细胞生长扩散助手来阻断癌症的脚步,目前已经研发出了一些药物。但是出人意料的是这些药物,也称为抗血管生成治疗(anti-angiogenic)虽然能延缓一些癌症的生长,但是却无法提高患者的生存率。

这篇最新文章从淋巴管入手,可以说是另辟蹊径。淋巴管不同于血管,前者需要更多的脂肪/脂肪酸,利用药物阻止淋巴管对脂肪的利用能限制淋巴管的生长,这是首次针对淋巴管营养物质利用的研究成果。

在这篇文章中,研究人员分析了淋巴管的生长过程,这些传输系统是在胚胎发育时期由血管转变过来的,研究显示将血管转变成淋巴管的信号也会改变淋巴管对脂肪的需求,这项新研究新颖之处在于,研究人员发现了这个转换过程需要依赖于脂肪。脂肪可以生成调控基因表达的重要因子,这也就是表观遗传学改变,从而确保淋巴管的功能。DNA编码序列没有发生改变,但是编码的利用,定义淋巴管基因信号发生了变化。这一发现的关键在于证明了补给上另外的营养源(脂肪),就能恢复淋巴管的生长和功能。

Carmeliet教授等人下一步将会大规模检测脂肪利用抑制剂在不同类型癌症中,对癌症转移的影响,以及膳食脂肪补充剂(比如运动员以酮体形式使用的脂肪)是否可以治愈癌症手术切除后出现的淋巴管主要并发症。

(生物通:万纹)

原文摘要:

The role of fatty acid β-oxidation in lymphangiogenesis

Lymphatic vessels are lined by lymphatic endothelial cells (LECs), and are critical for health. However, the role of metabolism in lymphatic development has not yet been elucidated. Here we report that in transgenic mouse models, LEC-specific loss of CPT1A, a rate-controlling enzyme in fatty acid β-oxidation, impairs lymphatic development. LECs use fatty acid β-oxidation to proliferate and for epigenetic regulation of lymphatic marker expression during LEC differentiation. Mechanistically, the transcription factor PROX1 upregulates CPT1A expression, which increases acetyl coenzyme A production dependent on fatty acid β-oxidation. Acetyl coenzyme A is used by the histone acetyltransferase p300 to acetylate histones at lymphangiogenic genes. PROX1–p300 interaction facilitates preferential histone acetylation at PROX1-target genes. Through this metabolism-dependent mechanism, PROX1 mediates epigenetic changes that promote lymphangiogenesis. Notably, blockade of CPT1 enzymes inhibits injury-induced lymphangiogenesis, and replenishing acetyl coenzyme A by supplementing acetate rescues this process in vivo.

 

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