耶鲁大学的研究人员的一项发现改变了人们对氧气在肿瘤生长中所起作用的传统看法——这是近年来得到深入研究的癌症研究领域。

John C. Malone 生物医学工程教授 Andre Levchenko 实验室的研究结果发表在Cell Systems上。其他参与这项研究的小组由 Chi V. Dang(约翰霍普金斯大学)和 Kshitiz(康涅狄格大学)指导。

当肿瘤开始耗尽氧气时，它们可以启动缺氧诱导因子 (HIF-1alpha)——一种转录因子，它是一种控制基因活性的蛋白质。作为 HIF-1alpha 激活的结果，数百个基因的表达可以改变并显着改变癌细胞的行为。

虽然 HIF-1alpha 的增加被认为是稳定的，但由 Levchenko 领导的新研究发现，这种分子的水平也可以在小群细胞中反复上升和下降，特别是在高细胞密度区域。这种振荡的影响是深远的，因为它允许渴望氧气的癌细胞恢复分裂和生长。它还可以促进促癌基因和抑制抗癌基因。

“在很多方面，它重新定义了关于事情如何发生的非常基础的教科书版本，”同时担任耶鲁大学西校区耶鲁系统生物学研究所所长的 Levchenko 说。“毫不夸张地说，HIF-1alpha 是人们在研究癌症时关注的关键分子之一。”

生物医学工程助理教授 Kshitiz说，这项研究揭示了这种独特的现象，并回答了有关癌症的几个问题，同时开辟了新的科学探究领域。

“这是许多机构之间的大型合作，证明了深层次的科学问题需要将多种类型的专业知识整合在一起，”他说。

HIF-1alpha 基本上充当氧气不足时的红旗。“这是一种紧急信号，告诉细胞‘现在我们需要做出不同的行为，因为氧气不再存在，’”列夫琴科说。他补充说，它还可以促进血细胞的生长，从而间接恢复氧气水平。“它是它既充当传感器又充当缺氧调节器，从根本上改变了细胞所做的几乎所有事情。”

使用各种荧光生物传感器检测显示振荡行为的细胞。重要的是，研究人员发现 HIF-1alpha 的振荡会触发细胞内的某些基因。这些振荡特异性基因富含致癌基因，可促进癌症发生。与此同时，肿瘤抑制基因下降。

他说：“它告诉我们，还有我们没有意识到的特别重要的其他动力学或动态行为，而且具有非常重要的后果。”

检测肿瘤中的振荡特异性基因可能表明癌症正在急剧生长，这可能会导致早期诊断的新方法。Levchenko 说，药理学公司已表示有兴趣将这项工作作为新诊断测试的基础。

更多信息： Kshitiz 等人，Lactate-dependent chape