一项临床前研究，最近发表于癌症研究美国生物学家张丽博士和她的团队发现，当接触血红素(血红蛋白中的氧结合分子)受到限制时，小鼠肺肿瘤的扩张速度会减慢。研究人员还表明，当血红素含量高于正常水平时，这些癌症的生长速度会更快。

为了利用癌症对血红素的依赖性，张的两名生物科学系的研究生随后设计并广泛表征了新的分子，旨在使癌细胞缺乏使其快速增殖的分子。

这些发现为治疗非小细胞肺癌(NSCLC)提供了一条潜在的新途径，非小细胞肺癌占肺癌病例的六分之一，是美国癌症相关死亡的主要原因

“我的整个职业生涯都在研究血红素，”2007年加入达拉斯德州大学的张教授说。“2013年，我开始研究肺癌。在此期间，我们的研究结果令人信服地显示了血红素与这种疾病的相关性。”

张教授是自然科学与数学学院的系统生物科学特聘教授和塞西尔·h·艾达·格林特聘教授，于2011年编辑了一本关于血红素生物学的教科书。爱博网投领导者她之前的工作证实，肺癌细胞消耗氧气的速度比正常肺细胞快，这表明血红素的关键作用。

“肿瘤细胞如何利用它们的环境是很有趣的，”张说。“肺部富含氧气。但你需要他来使用它。”

研究小组强调，其潜在的治疗方法是与化疗或其他形式的癌症治疗协同工作，而不是单独使用。

“这种方法不会杀死肿瘤;这会延缓他们的成长。”“因此，它不会是一种独立的治疗方法，但它可以取代依赖于抑制血管生成(新血管的产生)的效果较差的治疗形式。”

Zhang的新研究结果强调，肿瘤利用葡萄糖以外的分子产生能量，而葡萄糖是一种自20世纪20年代以来就被认为是肿瘤所需的糖。血红素越多，消耗的氧气越多，生成的三磷酸腺苷(ATP)就越多，ATP是一种携带能量的分子，为活细胞中的许多活动提供燃料。去掉血红素，癌细胞的生长就会减慢。

“多年前，人们认为癌细胞不使用氧气，只使用葡萄糖来产生能量，”张说。“现在我们知道大多数癌细胞都需要氧气，这种类型的肺癌细胞就是一个例子。它氧化葡萄糖以更有效地产生能量，每个葡萄糖分子产生大约30个ATP分子。”

Sagar Sohoni和Poorva Ghosh是该研究的共同第一作者，也是Zhang实验室的博士生，他们合作研究了一系列工程分子如何阻止血红素进入癌细胞。

Zhang说，这些血红素隔离肽(HSPs)能够从细胞之间的空隙中“劫持”血红素，在肿瘤能够进入的地方，同时将血红素留在健康细胞中。

“血红素隔离不会对正常细胞产生不利影响，”张说。“它们自己合成所需的少量血红素。此外，我们的肽不会进入细胞，所以不会产生很多副作用。”

证明缺乏血红素的癌细胞进展减缓本身就是一个令人信服的案例。为了强调这一点，Zhang的团队修改了非小细胞肺癌细胞，使它们能够更快地获得血红素。这些细胞表现出预期的侵略性和侵入性，迅速消耗氧气并产生更多的ATP。

“与周围的正常细胞相比，癌细胞的能量需求非常高，”张说。“当更多的血红素可用时，NSCLC细胞以惊人的速度生长和繁殖。”

下一步是继续完善HSPs的设计，以创造一种用于人类的版本，“进一步优化其功效，同时继续证明其毒性很低，”张说。

她说:“这个想法比我想象的还要美好。”“这真的很有意义。”

这项研究得到了德克萨斯州癌症预防和研究所的支持。其他贡献者包括前张实验室成员Sarada Kalainayakan博士和Tianyuan Wang, Chantal Vidal, Purna Chaitanya Konduri和Sanchareeka Dey，他们都是德州大学达拉斯分校的细胞和分子生物学博士生。爱博网投领导者