眾所周知，氧氣對于人體細胞的生存和運作都是必需的。不過，癌細胞卻是個例外，它們即便在缺氧的情況下仍可快速生長。有時，腫瘤的快速生長超過了血管新生的速度，使得某些距離血管較遠的癌細胞無法得到充分的氧氣供應，處于“窒息”狀態(tài)。這時，癌細胞通過對基因表達進行“宏觀調(diào)控”，關閉了大部分耗氧的生物過程，只留下那些維持存活必需的部分。

缺氧誘導因子（HIF）在這里發(fā)揮了重要作用。每當處于缺氧環(huán)境中時，癌細胞中的HIF就被激活表達，并通過發(fā)揮其轉錄調(diào)節(jié)因子的作用，降低乃至關閉線粒體中的耗氧過程，尤其是氧化磷酸化，從而使得糖酵解成為癌細胞主要的能量產(chǎn)生方式。然而，對于癌細胞線粒體之外的耗氧過程在缺氧環(huán)境下的調(diào)控，科學界至今未能給出答案。

不過，就在最近，來自紐約大學等機構的研究人員通過對乳腺癌細胞的研究終于對這一問題給出了解釋。他們新發(fā)現(xiàn)了蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）作用于乳腺癌細胞的一個信號通路，它可以在缺氧條件下關閉非線粒體內(nèi)的耗氧過程，從而使得癌細胞得以繼續(xù)存活和生長。這一重要發(fā)現(xiàn)發(fā)表于最新一期的Nature子刊《Nature Cell Biology》上。

“我們的發(fā)現(xiàn)揭示了癌細胞應對缺氧環(huán)境的新機制，這將為癌癥療法的設計帶來新思路：我們可以先讓癌細胞進入一個缺氧的環(huán)境中，然后再阻斷它們在這種環(huán)境中存活的必要機制。”文章的通訊作者、紐約大學的Benjamin Neel教授說道。

Neel教授的研究團隊發(fā)現(xiàn)，PTP1B蛋白為HER2陽性的乳腺癌細胞生長所必需，這種類型的癌癥占了所有乳腺癌病例的近20%.當PTP1B蛋白缺失時，這類癌細胞雖然可在正常的培養(yǎng)條件下生長，可一旦處在缺氧環(huán)境中便會走向死亡。

原來，PTP1B蛋白通過引起另一蛋白RNF213的表達，下調(diào)了α-酮戊二酸依賴的雙加氧酶（α-KGDD）的活性。α-KGDD則是參與了DNA和RNA的修復過程，通過氧化而去除可能導致DNA/RNA序列突變的烷基化修飾。α-KGDD也可以相同的機理完成對組蛋白的去甲基化處理，作為表觀遺傳調(diào)控的一部分。因此，α-KGDD本身催化了線粒體外的一種耗氧過程。

至于RNF213蛋白，它其實是參與蛋白降解泛素化過程中的一種泛素連接酶。值得指出的是，RNF213基因的突變被認為于一種名為煙霧?。╩oyamoya disease）的罕見病密切相關。該病患者的大腦內(nèi)血管異常增生，以至于引發(fā)動脈阻塞乃至癲癇。Neel教授認為，這一癥狀可能反映的就是血管壁細胞的異常缺氧反應。

他表示，自己的團隊將在這一問題上做進一步的研究，“在癌癥研究領域中，我們屢次地看到，某些罕見病研究可能會揭示細胞應對脅迫的一些重要機制。我們希望通過我們的工作，加強對于煙霧病發(fā)病機制的理解，并以這些知識反饋到對癌癥的研究。”