科学者は、癌細胞が酵素であるCNDP2を分泌することにより栄養素を得るために協力して、タンパク質を共有アミノ酸に分泌することを発見しました。 CNDP2を薬物ベストアチンでブロックするか、その遺伝子を削除して腫瘍の成長が遅くなり、癌治療のための潜在的な新しいアプローチが提供されました。
NYUの科学者は、がん細胞が協力して困難な状態に耐えるために協力して、治療治療の新しい可能性を明らかにすることを発見しました。
ニューヨーク大学の生物学の准教授であり、出版された研究の上級著者であるカルロス・カルモナ・フォンテーヌは、次のように述べています。 自然。 「腫瘍細胞が活用するメカニズムについて考えることで、将来の治療法に知らせることができます。」
科学者は、癌細胞が栄養素やその他の資源を競うことを長い間知っていました。時間が経つにつれて、最強の癌細胞が支配するにつれて、腫瘍はますます攻撃的になります。
しかし、生態学者は、特に過酷な条件下で、生物が協力することも認識しています。たとえば、ペンギンは極端な冬の寒さの間に熱を節約するためにしっかりと寄り添い、気温が低下するにつれて群れが大きくなります。同様に、酵母のような微生物は協力して栄養素を見つけるが、飢starに直面した場合にのみ。
がん細胞はまた、生命を脅かす腫瘍に繁栄して複製するための栄養素を必要としますが、それらは栄養素が少ない環境に住んでいます。がん細胞が協力してリソースを清掃する可能性はありますか？
癌細胞が協力するかどうかを判断するために、研究者はさまざまな種類の腫瘍からの細胞の成長を追跡しました。彼らが開発したロボット顕微鏡と画像分析ソフトウェアを使用して、彼らは時間の経過とともに何百もの条件下で数百万の細胞をすぐに数えました。このアプローチにより、彼らは、人口の少ない皿から癌細胞が混雑している人々まで、そして環境にさまざまなレベルの栄養素を使用して、さまざまな密度で腫瘍培養を調べることができました。
がん細胞は協力して栄養素を獲得します
細胞がアミノ酸を競争的に取り入れることはよく知られています。しかし、研究された癌細胞がグルタミンなどのアミノ酸に飢えている場合、テストされたすべての細胞型は、利用可能な栄養素を獲得するために協力する必要があることを示しました。
「驚くべきことに、アミノ酸の制限は、より大きな細胞集団に利益をもたらすことを観察しましたが、まばらな細胞集団ではなく、これは人口密度に依存する協同プロセスであることを示唆しています」とCarmona-Fontaine氏は述べています。 「腫瘍細胞の間で真の協力があったことが本当に明らかになりました。」
このグループのヒト乳癌細胞を含む研究者によってテストされたすべての腫瘍細胞型は、アミノ酸不足の下で生き残るために協力を必要としました。細胞核にはHoechst（青）で標識され、細胞膜はアミノ酸輸送体（緑）および膜結合酵素（Magenta）に対する抗体で標識されます。クレジット：Carmofon Lab/NYU
皮膚、乳がん、肺がん細胞を使用した追加の実験を通じて、研究者は、癌細胞の栄養素の重要な源は、細胞の外側に潜んでいるオリゴペプチド（アミノ酸の小さな鎖で構成されたタンパク質のピース）に由来すると判断しました。
「このプロセスが協力的になるのは、これらのペプチドをつかんで内部的に摂取する代わりに、腫瘍細胞がこれらのペプチドを遊離アミノ酸に消化する特殊な酵素を分泌することを発見しました」とカルモナフォンテーヌは説明しました。 「このプロセスは細胞の外側で発生するため、結果は共通の良きになるアミノ酸の共有プールです。」
酵素をブロックすると、腫瘍の成長が止まります
CNDP2と呼ばれる癌細胞によって分泌される酵素を決定することは、重要な発見でした。研究者は、さまざまな薬物をテストして、腫瘍細胞がオリゴペプチドを遊離アミノ酸に消化しないかどうかを確認することにより、酵素を特定しました。薬物ベストアチンがCNDP2の機能を阻害するが癌細胞に適用された場合、細胞はオリゴペプチドに餌を与えることができず、絶滅に追い込まれました。
研究者たちは、CNDP2が癌細胞に供給する協同プロセスの背後にある要因であることを知っていたので、酵素が欠落しているときに何が起こるかをテストすることができました。
研究者は、遺伝的編集技術CRISPRを使用して、「ノックアウト」を削除しました。 CNDP2 腫瘍細胞で遺伝子（CNDP2酵素を産生する）。その後、彼らはこれらの細胞がマウスでどのように腫瘍を形成したかを見て、その成長を、まだを運んでいる同一の細胞によって形成された腫瘍と比較しました CNDP2 遺伝子。ノックアウト腫瘍の成長は大幅に減少しました。これは、の削除がさらに顕著になりました。 CNDP2 これらの栄養素の低い食事を使用して、アミノ酸への腫瘍のアクセスを制限することと組み合わされました。彼らはまた、これらの食事を診療所で助ける可能性のある組み合わせであるBestatinと組み合わせることにより、通常のCNDP2で腫瘍の成長を減らすことができました。
「酵素を分泌し、環境でオリゴペプチドを使用する能力を除去したため、CNDP2のない細胞はもはや協力できず、腫瘍の成長を防ぎます」とCarmona-fontaine氏は述べています。 「競争は腫瘍の進化と癌の進行にとって依然として重要ですが、我々の研究では、腫瘍内の協調的相互作用も重要であることが示唆されています。」
研究者たちは、彼らの発見が、がん細胞間の協力を標的とする癌治療に役立つことを望んでいます – 「診療所に影響を与える概念的な貢献」は、とカルモナ・フォンテーヌは言いました。たとえば、この薬物Bestatinは、特に日本では化学療法のアドオンとして、数十年にわたってヒトで安全に使用されてきましたが、それ自体での有効性は限られています。
「このメカニズムをより明確に理解することで、薬物をよりターゲットと効果的にするのに役立つことを願っています」とCarmona-Fontaine氏は述べています。
参照：「協同栄養素の除去は、がんの進化的利点です」Gizem Guzelsoy、Setiembre D. Elorza、Manon Ros、Logan T. Schachtner、Makiko Hayashi、Spencer Hobson-Gutierrez、Parker Rundstrom、Julia S. Thales PapagiannakopoulosとCarlos Carmona-Fontaine、2025年2月19日 自然。
doi：10.1038/s41586-025-08588-W
追加の研究著者には、Gizem Guzelsoy、Setiembre Elorza、Manon Ros、Logan Schachtner、Spencer Hobson-Gutierrez、およびNYUのゲノミクスおよびシステム生物学センターのパーカーランストロムが含まれます。 Nyu Langone HealthのPerlmutter Cancer CenterのHakiko、Ray Pillai、およびThales Papagiannakopoulos。ジュリア・ブルナーとメモリアル・スローン・ケタリングがんセンターのリディア・フィンリー。 ChemitopeグリコペプチドのWilliam Walkowicz;ソルボンヌ大学のマキシムデフォレット。
この研究は、国立がん研究所（DP2 CA250005）、アメリカ癌協会（RSG-21-179-01-TBE）、ピュー慈善信託（00034121）、NIH発達遺伝学トレーニング助成金（5T32HD007520-20）、メモリアルスローンケトテリングのマリージョセヨーセのエンデーヨーブスエンデーヨーヨークエンデーティーのエンデーティー＆ Foundation、およびNYU LangoneのProteomics Laboratory（P30CA016087）およびMemorial Sloan Kettering（CA008748）へのNIHサポート。
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#癌細胞は協力して生き残ります #そして科学者はそれらを破壊する方法を見つけました
2025-03-22 16:21:00