生命科学学院郑晓峰实验室在Nature Communications发表论文报道结直肠癌干细胞自我更新的新机制

2017年5月18日，生命科学学院郑晓峰研究组在Nature Communications杂志上发表题为“Adenylate kinase hCINAP determines self-renewal of colorectal cancer stem cells by facilitating LDHA phosphorylation”的文章，该项研究首次发现腺苷酸激酶hCINAP能通过进步细胞的糖酵解水平来促进结直肠癌干细胞的干性维持和迁移能力。

正常体细胞在氧气足够的情况下重要以线粒体呼吸-氧化磷酸化途径提供能量，而肿瘤细胞即使在氧气足够的条件下，也重要以糖酵解提供ATP，并伴随大量的中心代谢产物和乳酸的产生，为癌细胞快速增殖提供了物质基础，这种代谢特点被称为Warburg效应（或有氧糖酵解）。Warburg效应暗示肿瘤的发生发展和细胞代谢失调痛痒相关。与肿瘤细胞代谢特点类似，快速增殖的干细胞也重要寄托有氧糖酵解来提供能量和大分子生物合成的中心代谢产物。肿瘤干细胞的代谢偏好性因肿瘤类型而异，胰腺癌、胶质母细胞瘤和白血病中的肿瘤干细胞依靠氧化磷酸化提供能量，而乳腺癌和鼻咽癌则依靠于糖酵解。然而结直肠癌干细胞偏好的代谢体例尚未被报道。

腺苷酸激酶hCINAP促进结直肠癌干细胞中的Warburg效应

该项研究发现，腺苷酸激酶hCINAP在结直肠癌中有显明高表达，而且hCINAP的高表达和结直肠癌细胞的代谢失调相干。腺苷酸激酶hCINAP可以通过加强LDHA的磷酸化和活性来促进结直肠癌干细胞的有氧糖酵解，进而促进表皮间充质转换、迁移、侵袭、重新成瘤、自我更新以及对化疗药物的不敏感性。hCINAP的敲低能克制细胞有氧糖酵解，促进线粒体呼吸和活性氧的产生，进而促进结直肠癌干细胞的凋亡。在人正常结肠干细胞的类组织中，hCINAP的敲低对细胞凋亡影响很小，而且不影响结肠干细胞的分化，这注解hCINAP作为药靶在结直肠癌治疗中的副作用会很小。该项研究还发现，葡萄糖水平低等代谢压力引起的细胞ATP水平降低会克制LDHA的磷酸化并促进hCINAP和LDHA的相互作用，而在结直肠癌中，hCINAP的非常高表达能通过促进LDHA磷酸化来促进糖酵解产生能量，从而进步结直肠癌干细胞对营养匮乏的抵抗性。这些效果证实 hCINAP是一个具有促癌特征的腺苷酸激酶，结直肠癌干细胞的代谢过程被hCINAP严酷调控。在将来的研究中，行使hCINAP的小分子克制剂或单克隆抗体对杀灭结直肠癌细胞具有潜在的临床价值。

北京大门生命科学学院2012级博士研究生姬亚朋为该论文的第一作者，博士研究生杨传真、杨永烽以及动物中间田永路也为该项研究作出了紧张贡献，张泽民教授及其博士研究生唐泽方完成了该项研究的生物信息学数据分析，肿瘤医院院长季加孚等为该项研究提供了肿瘤样本，郑晓峰教授为该论文的通信作者。以上研究得到了国家天然科学基金和国家重点研发计划项目的资助。

编辑：江南