研究发现 UDPG有望成为肺癌转移检测和治疗的靶点

肺癌是一种发病率和死亡率增长较快、预后最差的恶性肿瘤之一,分子生物学和细胞生物学的发展为肺癌的预防和治疗提供了靶点,并为研制治疗肺癌的药物和方法开辟了新的领域。肺癌和其他的实体性肿瘤一样,较易发生早期侵袭和转移。尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-Glc)是糖原合成的重要中间产物,涉及许多生物学加工过程,临床前研究发现大鼠体内应用UDPG可以促进对未成熟脑白质内在修复潜能。最近又有研究者发现糖醛酸代谢通路中的尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-Glc)是肺癌转移的重要分子,其有望成为肺癌转移检测和治疗的生化靶点。

1、糖醛酸途径是肺癌转移的关键通路

尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶是多糖合成中的一个关键酶,普遍存在于生物体内,可以催化尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-Glc)生产尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDP-GlcA)。尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UGT)是催化各种内外源物在体内进行生物转化的重要药物代谢Ⅱ相酶之一,可以催化多种外源性、内源性化合物与尿苷二磷酸葡萄糖醛酸提供的葡萄糖醛酸转移到毒性物质或活性物质的羟基、氨基及羧基上,形成葡萄糖醛酸苷,并有利于外源性、内源性化合物通过胆汁或肾脏排出体外。UGT能够导致代谢物失活、修饰毒物的药理活性,越来越多的证据表明,葡萄糖醛酸化也可以导致底物生物活性的增加。

UGT能对许多药物进行代谢,近年来也被广泛应用于抗肿瘤药物的代谢研究中。药物代谢动力学是研究药物在体内吸收、分布、代谢和排泄等过程的一门科学,任何一个新药或者制剂在进行临床研究和上市前都需要进行临床前研究的药物代谢动力学试验,以获得药物代谢动力学的资料和信息。在中国GLP机构排名中靠前的美迪西,其药代动力学实验室已经通过CFDAGLP认证,实验研究遵循ICHCFDAFDA的指导原则,可以根据客户需求设计并开展体内、体外药代动力学试验,为客户提供一整套药代动力学评价和优化服务。

代谢异常是恶性肿瘤的重要特征,癌症相关基因的突变会影响肿瘤细胞的代谢,并重塑肿瘤细胞以增强其存活和生长能力。而且异常的肿瘤微环境也能进一步改变肿瘤细胞的代谢表型。最近来自中科院的研究者发现,敲除尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶(UGDH)可显著抑制肺癌细胞的转移,意味着抑制糖醛酸途径就可以抑制肺癌细胞的转移,也就是说,糖醛酸途径应该就是赋予肺癌细胞侵袭能力的关键通路,其在肺癌转移过程中应该具有重要的作用。研究人员指出,这是因为该通路“搅和”进了肺癌细胞由突变基因控制的代谢异常。

2UDPG与肺癌转移的关系

他们发现,表皮生长因子受体(EGFR)激活后,UGDH的第473位酪氨酸(Y473)就会发生磷酸化。肺癌组织中的UGDH Y473磷酸化水平越高,发生肺癌转移的几率越大,且患者的预后越差。磷酸化的UGDH除了可将UDP-Glc转化为UDP-GlcUA,还多了一个功能——与mRNA稳定蛋白HuR结合,促进HuR的功能。 HuR蛋白的主要功能是与mRNA3’端结合,进而增强mRNA的稳定性。正常情况下,保障mRNA的稳定性自然是件好事,可是,对于恶性肿瘤来说,就变成恶事了。

肿瘤细胞获得转移能力的决定性步骤——上皮间质转化(EMT),该过程可赋予细胞转移和入侵的能力,是肿瘤转移的关键,而恶性肿瘤中SNAIL基因的表达是激活EMT的重要过程。所以,对肺癌细胞来说,SNAIL mRNA越稳定,其转移能力就越强。

研究人员发现,在原发性肺癌细胞中,UDP-Glc可明显抑制HuRSNAI1 mRNA的结合,进而导致SNAI1 mRNA衰变!而一旦EGFR激活UGDH发生磷酸化,UDP-Glc就被极大消耗,丧失了对HuRSNAI1 mRNA结合的抑制作用,从而增强了SNAI1 mRNA稳定性及蛋白表达!最终增强了肿瘤细胞迁移能力,促进了肺癌转移!换言之,提高UDP-Glc水平或是遏制肺癌转移的有效手段!

进一步的研究发现,UDP-Glc的水平与肺癌患者的转移密切相关!研究者指出转移灶中的UDP-Glc水平相较于原发灶明显降低!而且远端转移的UDP-Glc水平显著低于近端转移!这就意味着UDP-Glc水平有望作为肺癌转移情况的重要判断标准!