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复旦雷群英教授与美国学者:槟榔既能致癌又能抑癌?!

2016.11.22

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  近期,美国埃默里大学Winship癌症研究所、UT西南医学中心、耶鲁大学医学院和复旦大学等处的研究人员发现,槟榔碱(Arecoline)——槟榔的兴奋剂成分,具有抗癌特性。他们这项研究结果将发表在最新一期的《Molecular Cell》杂志。

  在亚洲的许多国家,槟榔是一种通过咀嚼来获得兴奋剂效应的零食,有证据显示它与口腔癌、食管癌的发展有关。类似于尼古丁,槟榔碱被确定为ACAT1酶的抑制剂,有助于癌细胞中扭曲代谢的Warburg效应。

  作为一个被广泛引用的例子,健康新闻的观察人士抱怨,咖啡可能导致癌症。本文资深作者、埃默里大学医学院和Winship癌症研究所血液学和肿瘤学教授陈靖(音译,Jing Chen)博士说,槟榔碱不是另一个同一趋势的实例。他表示:“这只是一个原理论证,表明ACAT1是一个很好的抗癌靶标。我们将槟榔碱视为其他更有效和更具选择性的化合物的一个先锋。”

  陈教授说,我们可以把槟榔碱比作砷,砷的一种形式可用于治疗急性早幼粒细胞白血病,但也与几种癌症有关。他说,另外,如果不是口服,槟榔碱的促癌作用可能是有限的。

  陈教授说:“当槟榔碱首先出现在一次化学筛选中时,我听起来这就像一个致癌物。但致癌作用都取决于剂量,以及它是如何进入人体的。”

  该论文的共同第一作者是放射肿瘤学助理教授Jun Fan博士和博士后研究员Ruiting Lin博士。Winship癌症研究所的共同作者包括Taofeek Owonikoko博士、Manila Gaddh博士、Martha Arellano博士、H. Jean Khoury博士、Sumin Kang博士、Paul Doetsch博士,Sagar Lonial博士和Walter Curran博士。复旦大学的雷群英教授和Lu Zhou,也是本文共同作者。

  Warburg效应,是以1931年诺贝尔奖获得者Otto Warburg命名的,说明癌细胞倾向于葡萄糖的低效利用,被称为糖酵解,并淡化了它们的线粒体。癌细胞从这个代谢扭曲中受益,因为糖酵解的副产品可以作为快速增长的构建模块。

  陈教授的实验室曾发现,线粒体硫解酶ACAT1(乙酰辅酶A乙酰转移酶)作为调节Warburg效应的一个控制阀。在本文中,研究者发现,在多种肿瘤细胞中ACAT1的酶活性较高,即使ACAT1蛋白的水平都差不多。

  原因是,蛋白在癌细胞中集群在一起,成为四聚体。酪氨酸激酶,在癌细胞中通常是超速的,可“劫持”ACAT1,并把它变成四聚体,使它们更加具有酶活性。

  但是槟榔碱——是在FDA批准的2000个小分子化合物筛选中确定的,可抑制ACAT1并防止其形成四聚体。研究人员发现,槟榔碱可与ACAT1蛋白的一部分形成化学键。

  槟榔碱似乎发挥了研究人员认为它会起到的作用:它帮助细胞新陈代谢远离糖酵解。在培养的和移植到小鼠体内的肺癌和白血病细胞中,该化合物可抑制癌细胞的生长,并没有影响正常血细胞的生长。

  ACAT1抑制剂可能是有毒的吗?

  ACAT1酶似乎有双重作用。它分解酮和氨基酸异亮氨酸,它也通过乙酰化修改其他蛋白质,这就是它如何调节Warburg效应的。

  ACAT1中的遗传突变,是一种非常罕见的代谢紊乱(称为β-酮硫解酶缺乏症)的根本原因。ACAT1的完全抑制,可诱导类似于这种疾病的副作用。但是当Winship癌症研究所的研究小组使用槟榔碱或遗传学工具完全“敲除”细胞中的ACAT1时,主要影响是在蛋白乙酰化,而对酮的代谢没有影响。

  他说,虽然研究人员在用槟榔碱治疗小鼠时没有发现明显的毒性,但是仍然需要对槟榔碱和类似的化合物,开展更广泛的药代动力学和毒理学研究。

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