PNAS:天然抗癌食物

【字体: 时间:2013年05月22日 来源:生物通

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  一项新研究表明,在饮食中含量丰富的一种化合物能够夺走癌细胞逃避死亡的“超能力”。通过改变基因调控中一个非常特异的步骤,这一化合物实质上诱导癌细胞变成了按预定时间死亡的正常细胞。这一研究发现在线发表在本周的《美国科学院院刊》(PNAS)上。

  

生物通报道  一项新研究表明,在饮食中含量丰富的一种化合物能够夺走癌细胞逃避死亡的“超能力”。通过改变基因调控中一个非常特异的步骤,这一化合物实质上诱导癌细胞变成了按预定时间死亡的正常细胞。这一研究发现在线发表在本周的《美国科学院院刊》(PNAS)上。

正常细胞受到严格的程序调控,遵照规律的周期死亡,而癌细胞则通过抑制这一过程来确保自身能够旺盛生长。来自俄亥俄州立大学的研究人员在这项研究中发现,存在于在某些植物性食物中的一种化合物芹菜素(apigenin)能够阻止乳腺癌细胞抑制自身死亡。

人们对于营养物健康益处的认知许多都是基于流行病学研究,其表明进食某些特别的食物与更好的健康结果之间存在强正相关关系,尤其是在降低心脏病风险方面。然而这些健康食物中的分子是如何在机体发挥作用的,在许多情况下仍是一个谜题,尤其对于与降低癌症风险有关的食物。

欧芹、西芹和甘菊茶是芹菜素最常见的来源,此外在许多的水果和蔬菜中也存在有芹菜素。

在这项研究工作中,研究人员还发现芹菜素结合了人类大约160种蛋白质,表明其他与健康益处有关的营养物——“营养制品”有可能也具有类似的深远效应。而与之相反,大多数的药物都只靶向一个分子。

论文的共同主要作者、俄亥俄州立大学内科学和分子遗传学副教授Andrea Doseff说:“我们知道我们需要吃得健康,但在大多数情况下我们并不知道我们需要这样做的确切机制原因。我们在这里看到,这种饮食营养物的健康有益效应归因于它能够影响许多的蛋白质。通过与一组特异的蛋白质关联,芹菜素让癌细胞恢复了正常特性。我们认为这可能具有极大的临床价值,可作为一种有潜力的防癌策略。”

Doseff和俄亥俄州立大学应用植物科学(CAPS)中心主任、分子遗传学教授Erich Grotewold共同负责这项研究工作。两人协作研究了芹菜素和其他黄酮类化合物的基因组学。

Grotewold和Doseff表示,他们研究工作的重要意义不仅在于证实了芹菜素能够影响癌细胞行为,他们的新生物医学研究技术可以成果转化应用于营养食品研究。

他们将这项新技术比喻为“钓鱼”,即用食物中能够获得的一些小分子来钓取细胞中与之互作的蛋白。

“你可以想象所有潜在受到影响的蛋白质都是一个大碗中的小鱼。我们将这种分子导入碗中,可以有效地钓到基于结构特征相互吸引的,真正受影响的蛋白。由于我们可以看到芹菜素和这些蛋白质相互结合,我们就知道这是真正的伙伴关系。”

通过进一步的实验,研究小组确定芹菜素与具有三个特定功能的蛋白质相关联。其中最重要的一个蛋白是hnRNPA2。

这一蛋白影响了信使RNA(mRNA)的活性。基因激活后表达的RNA需通过剪接或修饰过程才会生成成熟的mRNA。剪接种类会最终会影响mRNA包含的蛋白质指令。

Doseff指出,异常的剪接是大约80%的癌症的罪魁祸首。两种类型的剪接,在正常细胞中只会发生一种,而在癌细胞中则两种都存在,癌细胞利用这种把戏来维持自身存活和增殖。

在这项研究中,研究人员观察发现,芹菜素与hnRNPA2蛋白结合恢复了乳腺癌细胞中这种单一的剪接特性,表明当剪接正常时,细胞会以一种程序性方式死亡,或是变得对化疗药物更加的敏感。

Doseff说:“因此通过利用这种营养物,我们能够激活这一杀伤机器。该营养物消除了抑制细胞死亡的剪接形式。因此,这表明当我们吃得健康之时,我们实际上是促进了我们机体细胞中更加正常的剪接形式。”

营养制品的有益效应不仅局限于癌症,研究人员此前证实芹菜素还有抗炎活性。

科学家们指出由于具有多个细胞靶点,芹菜素有可能随着时间的推移提供各种各样其他的健康益处。“这种营养物靶向了许多的作用因子,通过这样,你获得了整体的协同效应,”Grotewold说。

Doseff正在领导一项小鼠研究,测试通过改良、含有适当剂量芹菜素的食物是否能够改变动物细胞中的剪接形式,并产生抗癌效应。

(生物通:瑄瑄)

生物通推荐新闻摘要:

Compound in Mediterranean Diet Makes Cancer Cells 'Mortal'
 
New research suggests that a compound abundant in the Mediterranean diet takes away cancer cells' "superpower" to escape death.

By altering a very specific step in gene regulation, this compound essentially re-educates cancer cells into normal cells that die as scheduled.

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