彭怡禎教授研究發現移除麩醯胺酸合成酵素可降低癌細胞增生
〔記者林孟翰南市報導〕癌細胞在惡劣環境,為何仍能存活甚至過度生成?成功大學生命科學系助理授彭怡禎的研究發現,癌細胞中會促進癌化的蛋白質Myc是關鍵之一,Myc可以使癌細胞用來合成麩(左麥右夫)醯胺酸的酵素表達量增加,去自行合成麩醯胺酸,促進癌細胞增生。
彭怡禎助理教授也領先國際,發現Myc能透過調控機制,不需改變細胞DNA序列就能改變某些基因的表現量、快速因應環境改變。
彭怡禎助理教授說,癌細胞生長的新陳代謝與正常細胞大不相同,會發展出各種克服不利生長環境的機制,研究也找到癌細胞發展重要代謝路徑之一,若能針對此點設計藥物,控制並改變其代謝異常現象,將可有效阻止癌細胞增生;這項研究成果獲國際矚目,二0一五年十二月發表於國際頂尖「細胞代謝(Cell.Metabolism)」期刊。
彭怡禎教授指出,細胞複製、分裂需要營養,營養嚴重不足的環境下,正常細胞會凋亡,為何癌細胞仍能生存?她於在二0一二年起培養乳癌細胞株進行相關研究。學界已知,癌細胞會吸收某些特定胺基酸如麩醯胺酸,經由新陳代謝系統促使癌細胞增生,研究過程發現蛋白質Myc,可以使癌細胞中用來合成麩醯胺酸的麩醯胺酸合成酵素增加,使癌細胞可以不假外求,自行合成所需的麩醯胺酸,並促使細胞吸其他必需胺基酸的量也增加,從而促進癌細胞增生。
這樣的異常代謝現象,使癌細胞在麩醯胺酸不足環境中仍能存活,推測可能是癌細胞在過度生長後,面臨周圍營養取得不易時仍能生存的原因;進一步的研究結果顯示,將癌細胞中麩醯胺酸合成酵素移除,確實可以降低癌細胞增生的能力。
彭怡禎助理教授的研究還有一項重大的發現,就是找到了癌細胞中麩醯胺酸合成酵素過度表現的調控機制,蛋白質Myc可以藉由增加去除「甲基化」酵素的表現量,使得麩醯胺酸合成酵素的基因啟動子甲基化下降,促使麩醯胺酸合成酵素在癌細胞中過度表現。
彭怡禎助理教授指出,該調控機制為「表觀遺傳調控」,為一種不改變DNA序列,但可藉由在DNA上加一些標籤,來改變某些基因表現量的方式,以較快速度因應環境改變,讓細胞面對不利的生長環境,仍有很強的增生能力。