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生物学家揭示某些氨基酸的促进作用是癌症的早期征兆

发布时间:2018-05-17

基于对参与长期健康研究的1,500人的血液样本的分析,生物学家发现,氨基酸激增的人被称为支链氨基酸的人更有可能被诊断患有胰腺癌到10年。 /

据麻省理工学院,达纳 - 法伯癌症研究所和布罗德研究所的一项新研究显示,胰腺癌患者在出现任何其他疾病迹象之前的数年内,其血液中的某些氨基酸含量非常高。

这一发现表明,肌肉组织在疾病的早期阶段被分解,可以为开发胰腺癌的早期诊断提供新的见解,每年会杀死大约40,000名美国人,并且通常在被治疗为时已晚之前不会被发现。

该研究今天出现在“自然医学”杂志上,其基础是对来自1,500名参与长期健康研究的人的血液样本进行分析。研究人员比较了最终被诊断为胰腺癌的人和未接受胰腺癌的人的样本。这些发现非常显着:氨基酸激增的人们称为支链氨基酸,在1至10年内更有可能被诊断为胰腺癌。

“即使在最早阶段,胰腺癌也会导致机体蛋白质分解和新陈代谢失调。这对于肿瘤意味着什么,对于患者的健康意味着什么 - 这些都是长期的问题,还有待回答,“麻省理工学院Koch综合癌症研究所生物学副教授Matthew Vander Heiden说。研究,并且是该论文的高级作者之一。

该论文的另一位资深作者是Dana-Farber医学肿瘤学助理教授Brian Wolpin。临床流行病学家沃尔平汇集了来自几项大型公共卫生研究的患者样本。所有患者在开始参加研究时抽血,随后填写年度健康问卷。

与Broad研究所的研究人员合作,该团队分析了100多种不同代谢物的血液样本 - 分子,如蛋白质和糖,作为代谢过程的副产物产生。

Vander Heiden说:“我们发现这个真正有趣的特征是作为预测胰腺癌诊断的失败,这是诊断这三种支链氨基酸:亮氨酸,异亮氨酸和缬氨酸的升高。这些是20种氨基酸之一 - 蛋白质的基石 - 通常在人体中发现。

研究中的一些患者在采集血样一年后被诊断为患有胰腺癌,而另一些患者在两年,五年甚至十年后被诊断出患有胰腺癌。

Wolpin说:“我们发现与那些没有发病的人相比,继发胰腺癌的人中存在更高水平的支链氨基酸。 “这些发现使我们推测,支链氨基酸的增加是由于早期胰腺肿瘤的存在。”

早期蛋白质分解

Vander Heiden的实验室通过研究遗传程序设计用于发展胰腺癌的小鼠来测试这一假设。 Vander Heiden说:“使用这些小鼠模型,我们发现在癌症的最早阶段,我们可以完美地重述这些确切的代谢变化。 “会发生什么情况是,随着人或小鼠发展成胰腺癌,在最早阶段,它会导致身体进入这种改变的代谢状态,从而开始分解远处组织中的蛋白质。”

“这是一项在胰腺癌生物学中具有根本重要意义的发现,”冷泉港实验室癌症中心教授大卫·图弗森说,他并未参与这项工作。 “这真的为实验室设法确定这种代谢分解的机制打开了一扇窗户。”

研究人员正在研究为什么这种在其他类型的癌症中未见到的蛋白质分解发生在胰腺癌的早期阶段。他们怀疑胰腺肿瘤可能试图为他们自己需要建立癌细胞的氨基酸食欲。研究人员还在探索这种早期蛋白质分解与被称为恶病质的消耗性疾病之间的可能联系,这种疾病常发生在胰腺癌的晚期阶段。

还有待回答的是这个签名是否可以用于早期检测的问题。 Vander Heiden说,这些发现需要用更多的数据进行验证,并且可能很难仅基于这个签名开发可靠的诊断。但他认为,进一步研究这种代谢功能障碍可能会揭示额外的标记,如调控失调的激素,这些标记可以结合起来产生更准确的测试。

Vander Heiden说,这些发现还可能让科学家寻求新的治疗方法,这些治疗方法可以通过靶向肿瘤代谢并切断肿瘤的营养供应。

麻省理工学院对这项研究的贡献得到了Lustgarten基金会,美国国立卫生研究院,Burroughs Wellcome基金和Damon Runyon癌症研究基金会的资助。

出版物:Jared R Mayers等人,“循环支链氨基酸的升高是人类胰腺腺癌发育中的早期事件”,Nature Medicine,2014; DOI:10.1038 / nm.3686

来源:麻省理工学院新闻Anne Trafton

图片:Christine Daniloff / MIT

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