近100年前,德国科学家奥托华宝发现的影响他的名字变得密不可分。简言之,华宝描述观察肿瘤细胞的能源生产的性质,揭示了一个基本事实——仍然是我们思考的方式,和治疗癌症。
在一次具有里程碑意义的论文,1华宝表明癌细胞不仅仅是正常的细胞分裂速度;癌细胞从根本上不同于正常细胞的出现,即使在他们的基本细胞内的生理机能。
现在称为Warburg效应,这种想法——以及支持它的代谢的观察——继续推动癌症研究的进步。事实上,2006年成立海马生物科学(现在安捷伦的一部分)在某些方面的结果未满足的需要研究人员:能够检查同样的代谢过程观察到华宝——雷竞技raybet精致的精度,精度和吞吐量从未成为可能。
男人和他的效果
华宝制定1926年测试一个相当简单的假设:由于肿瘤生长速度比正常细胞,肿瘤细胞应该有较高的耗氧量比正常细胞。他所耗氧量增加这样一个海胆卵受精早在1906年。然而,从鼠肝组织切片结果显示,耗氧量不增加,但乳酸的生产(间接测量pH值降低,增加有限公司2正常细胞产生只有在生产)厌氧条件,要高得多——70倍,高于正常细胞。
这提出了一个难题:虽然在有氧状态癌细胞可以呼吸,他们利用糖酵解途径由正常细胞只有在厌氧条件下使用。糖酵解的氧-有氧糖酵解是被称为Warburg效应。
认可,然后忘记
当然,1926年癌症遗传学是在一个非常基本的状态,和分子生物学——甚至第一个实验证明DNA是遗传物质——躺在未来几十年。虽然有氧糖酵解在癌细胞被接受——事实上,诺贝尔委员会认为给华宝工作1927年诺贝尔医学奖的癌症——还不清楚是什么导致它本身是否有因果关系,或只是一个有趣的观察。
华宝最终认为癌症是由化学物质受损细胞呼吸装置(我们现在知道的是线粒体),敲出一个细胞进行氧化磷酸化的能力。事实上,华宝是如此相信他的余生,他拒绝吃任何食物,对待杀虫剂或其他化学物质。他买了土地种植自己的生产(在一定是第一个现代有机花园),从无治疗奶牛奶源,并拒绝吃面包以外,用面粉从磨坊主承诺只使用不含农药的谷物。
华宝举行这些信念他生命的最后,在1967年写作:2
“癌症的主要原因是更换氧气的呼吸正常的身体细胞发酵的糖。所有正常的身体细胞呼吸的氧气满足其能源需求,而癌细胞满足其能源需求在很大程度上由发酵…因为没有癌细胞存在,呼吸的完整,不能有争议,癌症可以预防身体细胞的呼吸是否保持完好无损。”
到那个时候,大多数研究人员已经开始相信Warburg效应是有点好奇,很难融入“现代”癌症研究。华宝的态度可能导致他的想法被忽视。
这个男人和他的效果,再现
一些作者已经绘制的出版物在Warburg效应。下面的图显示了一个拐点在2006,从2005年到2015年,每年从几个到几百个出版物。3在2016年,甚至一个专题报道纽约时报杂志奥托华宝和重生的兴趣Warburg效应。4发生了什么事?
第一,而且有点自相矛盾——华宝因果关系被证明是错误的。2006年,菲尔·莱德和同事表明抑制有氧糖酵解的(乳酸脱氢酶)引起的癌症细胞耗氧量增加补偿和线粒体氧化磷酸化,在一种氧依赖性的方法。5击出LDH也抑制了癌细胞的增殖能力,因此肿瘤细胞通常保留“呼吸”的能力,但优先利用有氧糖酵解,ATP产量较低,但生产更快,让他们更快的生长和分裂。他们优先利用有氧糖酵解,因为它使他们作弊。Bui和汤普森在一篇评论文章,最后宣布,“癌症生物学家的时候去温习一下生物化学教科书。似乎有几章还需要写。”6
大约在同一时间,不仅开发了一个升值,葡萄糖代谢,但整个癌细胞代谢程序,是疯狂的。为了保持他们以极快的速度细胞生长和分裂,癌细胞需要合成蛋白质,核酸和大量的其他细胞成分以更快的速度比正常细胞。
然而,Warburg效应——有氧糖酵解与氧化磷酸化是完全对的分解代谢,即,分解糖来产生能量。虽然能量是至关重要的,它也变得清楚合成代谢代谢,代谢途径合成和细胞成分的大分子结构,同样中断;正常细胞将无法满足需求。事实上,正是表明,某些癌症细胞的氨基酸,使用内部机制遗留变形虫胞饮(希腊的“喝”)清除完整蛋白质从细胞外环境为了分解其组成氨基酸通过溶酶体降解。7这一切是为了给过热炉合成代谢,使细胞生长和分裂得更快。
新基因和代谢组学的教训
当癌基因和肿瘤抑制基因被发现后,首次可以直接显示之间的因果关系的存在致癌基因或突变的肿瘤抑制基因的两个副本和恶性转变的开始。细胞生长因子的发现意味着因果链导致细胞显示“癌症”的标志可以开始绘制。因此,癌症的研究成为分子生物学的研究。
癌症遗传学和新陈代谢之间的联系为华宝的观察。致癌基因的激活或停止的肿瘤抑制基因re-programs癌症细胞的新陈代谢,8增加葡萄糖摄取提供燃料,贪婪的癌细胞需要保持增长,并增压合成代谢途径产生所需的分子。例如,激活的myc致癌基因破坏Myc的增长factor-mediated控制蛋白质,它充当一个转录因子基因的大量营养物质运输和合成代谢途径。9
当然,在细胞内代谢物不只是被动地等待行动的一个途径,但自己可以作为基因表达和细胞信号调节器(40年前,乳糖和环腺苷酸调节的表达虫胶操纵子基因大肠杆菌)。最后,我们可以开始画出一连串的因果关系,从基因改变的变化蛋白质/酶浓度和活化,在小分子代谢物的浓度变化。
代谢组学——这些小分子代谢物的识别和定量是一个应用程序,质谱,气相色谱法和液相色谱法作为前期分离,是适合的。雷竞技raybet安捷伦科技公司已经开发了一个领先的投资组合质量规范的硬件,软件,和例程代谢物分析,帮助研究人员曾经深入地研究了代谢物和它在癌症中的作用。
奥托,胜利
为什么,几乎一个世纪之后,科学家还引用和讨论Warburg效应当我们现在知道他有那么多错了吗?我们还是讲的恶性转化,因为确实是细胞转变成新的东西。如果华宝是错误的关于因果关系,部分因为他是到目前为止,超越了他的时代。
科学进步当科学家有工具来回答他们想问的问题。今天仍然不能的一项研究癌症细胞生物学不认识什么华宝贡献了几乎一个世纪前。有效地战胜癌症需要详细了解底层细胞病理学——这种类型的洞察力由海马从安捷伦仪器和质谱平台,继续让癌症研究和生物科学社区通过细胞能量的研究,基因组学和代谢组学从深奥的例行公事。雷竞技raybet
仅供研究使用。不用于诊断程序。
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