细胞|癌细胞的“阿喀琉斯之踵”发现

加拿大不列颠哥伦比亚大学医学院和不列颠哥伦比亚省癌症研究所的研究人员发现了一种名为碳酸酐酶IX（CAIX）的关键性酶的弱点，当氧气水平低时，实体肿瘤细胞依赖这种酶来适应环境并生存。 27日发表在《科学进展》杂志上的这项研究结果将帮助科学家开发限制实体肿瘤发展的新治疗策略。
临床上肿瘤有实体瘤和非实体瘤之分。实体瘤依靠血液供应输送氧气和营养物质来帮助它们生长。随着肿瘤的发展，血管无法为肿瘤的每个部分提供氧气和营养，这就导致了低氧区的产生。随着时间的推移，低氧环境会导致肿瘤细胞内酸性物质积聚。
为了克服这种压力，细胞通过释放酶（其中一种酶正是CAIX）来中和环境中的酸性条件，最终其不仅得以存活，而且成为了一种能够扩散到其他器官的更具侵袭性的肿瘤。
“癌细胞依靠CAIX生存，这最终使CAIX成为它们的‘阿喀琉斯之踵’ 。通过抑制CAIX的活性，我们可以有效地阻止癌细胞生长。 ”该研究的资深作者、不列颠哥伦比亚大学医学院生物化学和分子生物学系教授舒卡特·德哈尔博士解释说。
此前，德哈尔的研究团队发现了一种名为SLC-0111的独特化合物，它是CAIX的强大抑制剂，目前正处于I期临床试验中。虽然乳腺癌、胰腺癌和脑癌的临床前模型已经证明了这种化合物在抑制肿瘤生长和扩散方面的有效性，但其他细胞特性降低了它的有效性。
在这项研究中，研究团队开始使用一种名为“全基因组合成致死筛选”的强大工具，检查这些肿瘤细胞的特性，并找出CAIX的其它弱点。该工具基于癌细胞的遗传学，可以一次系统地删除一个基因，以确定是否可以通过消除CAIX和另一个特定基因来杀死癌细胞。
德哈尔表示，检查结果意外发现， CAIX可以阻止癌细胞因铁下垂（也被称为“铁死亡” ，一种细胞死亡形式）而死亡。当铁积聚并削弱肿瘤的新陈代谢和细胞膜时，细胞就会发生这种形式的死亡。 CAIX酶抑制剂，包括SLC-0111 ，与已知导致铁下垂的化合物相结合，会让大量肿瘤细胞死亡并抑制肿瘤的生长。
据了解，为确定可导致癌细胞铁下垂的药物，科学家们正在进行一项大规模的研究。而这项新研究是这一探索向前迈进的重要一步。
总编辑圈点
【细胞|癌细胞的“阿喀琉斯之踵”发现】癌症是现代社会人类健康的重要杀手，生物医疗领域的科学家们一直在孜孜不倦地寻找治疗它的更佳途径。近年来，治疗癌症的许多进展都源于对癌症发生机制的认知突破。例如， 2018年诺贝尔生理学或医学奖就颁给了在癌症免疫疗法方面做出突出贡献的科学家。理论上而言，如果能从细胞或分子层面，更加精准地了解到底是什么在为癌症的发生和发展推波助澜，就能够更加精准地有的放矢，从而起到事半功倍的效果。从这一角度来看，上述研究又为人类对付癌症提供了新的线索。实习采访人员张佳欣