新研究揭開癌細胞“能量站”秘密

科技日報天津3月27日電 （記者陳曦 通訊員焦德芳）惡性腫瘤細胞不僅會搶奪正常細胞的營養，還會製造有害環境、破壞人體健康。記者27日從天津大學獲悉，該校教授葉升團隊成功破解癌細胞“能量站”的秘密，為研發靶向抗癌藥物打開一扇新大門。相關成果發表在《中國藥理學報》上。

據介紹，惡性腫瘤細胞有個特殊的生存本領：即便在氧氣充足環境，它們也會像發酵麪糰一樣，快速產生乳酸為自身提供能量。更狡猾的是，它們還能通過一種叫單羧酸轉運蛋白1（MCT1）的“運輸工”把乳酸運送到周圍環境，既給自己清理了“垃圾”，又製造出有毒環境阻擋免疫細胞的攻擊。科學家們發現，如果能破壞MCT1的運輸能力，就能有效打擊癌細胞。

葉升團隊從2020年開始，就像“偵探”一樣層層揭開單羧酸轉運蛋白家族的秘密。團隊首先發現這類運輸蛋白工作呈現協同效應，在乳酸濃度高時活性升高，迅速將乳酸運出細胞，在乳酸濃度低時停止工作，保證細胞內部存在一定濃度的乳酸。2022年，他們又發現關鍵伴侶蛋白幫助MCT1在細胞表面“安家”的機制。

這次新研究，葉升團隊發現MCT1運輸乳酸需要完成一套精密的“質子泵”動作：首先通過特定的氨基酸捕捉質子，像擰開瓶蓋一樣打開運輸通道；接着乳酸分子像坐滑梯一樣進入指定位置；最後通過電荷變化將乳酸“彈射”出去。這個過程需要多個關鍵位點的精密配合，就像一場編排完美的“分子舞蹈”。

基於這些發現，研究團隊從傳統中藥化合物庫中篩選出一種名為“水飛薊賓”的天然化合物，它能精準卡在MCT1底物結合中心處，阻斷其“分子舞蹈”，從而破壞其運輸能力。實驗測試顯示，“水飛薊賓”能有效抑制肝癌細胞的生長。

“這項研究不僅讓我們更深入瞭解癌細胞的生命活動，也為開發副作用更小的靶向抗癌藥物提供了新思路。”葉升表示。