NCI的一篇关于癌症研究的博客文章显示，癌细胞可以利用乳酸来促进生化反应，支持其生长，而不是丢弃乳酸。放大
一项新的研究表明癌细胞中的线粒体可以利用乳酸来促进生化反应并产生细胞生长所需的化合物。
的功劳：华盛顿大学帕蒂实验室的
研究人员发现了癌细胞产生生存和生长所需能量的另一种方式。
使用新的代谢组学技术，研究人员发现，癌细胞可以利用复合乳酸来促进生化反应，并产生细胞生长所需的其他化合物，如脂类来构建新的细胞膜。代谢组学是测量生物样品中的小分子，如葡萄糖、氨基酸和胆固醇的科学。
这一发现出乎意料，因为乳酸是葡萄糖的一种部分消化形式，被认为是由细胞分泌的一种废物。
“我们的研究表明，在某些癌症细胞中，乳酸有时可以有效地用于制造细胞所需的其他营养，”圣路易斯华盛顿大学的加里J帕蒂博士说，世界卫生组织领导了这项研究。
通过跟踪癌细胞内乳酸的化学转化，研究人员发现，乳酸不是从细胞中排出，而是被线粒体吸收，线粒体被认为是细胞的能量工厂。“乳酸的生产性利用可能发生在线粒体中，”帕蒂博士说。
研究结果于9月12日发表在《自然化学生物学》杂志上。
代谢的差异
随着健康细胞癌变，其代谢发生变化。健康细胞通过吸收和代谢葡萄糖分子在两个阶段的过程中产生能量。第一阶段发生在细胞质中，不依赖氧气；第二阶段发生在线粒体中，需要氧气。
线粒体产生细胞生存所需的大部分能量。只有一小部分葡萄糖的能量可以在没有氧气的情况下被提取出来（厌氧的），也就是说，在细胞质中，而绝大多数是在线粒体中提取出来的。
癌细胞被认为在很大程度上放弃了线粒体阶段的能量生产。长期以来，研究人员一直困惑于癌细胞的生长和分裂是否只依赖于葡萄糖代谢的低效率阶段，帕蒂博士说：
“我们一直在想为什么癌细胞会如此浪费。”。他指出，癌细胞被认为可以通过“加速”第一阶段并迅速分解葡萄糖来补偿能量的损失，从而分泌相对大量的乳酸，
乳酸是在葡萄糖在细胞质中迅速代谢时产生的。NCI癌症生物学部门的MichaelEspey博士指出，这项新的研究表明，由加速的无氧代谢产生的乳酸在运输到线粒体后可以进一步代谢，而不是像非癌细胞那样被排出体外。他没有参与这项研究。
这一新发现提示“在癌细胞中，线粒体可以以不同于在细胞质中使用乳酸的方式使用乳酸，埃斯佩博士补充道：
一个意想不到的发现
帕蒂博士的团队在测试一种标记癌细胞分子的方法，并使用一种称为非靶向代谢组学的技术来跟踪它们的运动时发现了这个发现。为了测试，研究人员选择了乳酸，假设它不会像其他化合物那样广泛地分布在细胞中。
结果令人惊讶，几乎细胞中的每一种脂质都被标记为乳酸的代谢产物。“我们看到了数以千计的标记信号，”帕蒂博士实验室的博士后研究员，合著者阿曼达·英杰·陈博士说，“这是非常意外和令人兴奋的。”
为了证实这一发现，研究人员对癌细胞中的单个线粒体进行了额外的实验。这些实验表明乳酸可以被运输到线粒体并用于为细胞生成营养物质。
的结果提出了许多新的问题。“我们仍然需要弄清楚乳酸何时以及如何进入线粒体，”帕蒂博士说，
一个更广泛的问题，Espey博士补充道：是什么机制控制细胞如何利用资源来满足他们的需要？“我们还不知道如何确定每个细胞的主要资源分配，”他说，
乳酸和肺癌
这项研究提供了一个例子，说明癌细胞在如何利用燃料方面具有巨大的灵活性，”医学博士拉尔夫·德伯拉迪尼斯说。，世卫组织领导犹他州西南部儿童医学中心研究所的遗传和代谢疾病项目，但世卫组织没有参与这项研究。
他和他的同事最近发表了一项研究，表明乳酸是小鼠人肺肿瘤的能量来源。“我们的发现与新的研究是一致的，”DeBerardinis博士说。“但是新的研究比我们的研究更进一步，它提供了一种癌细胞利用乳酸的机制。”
新的研究表明线粒体可以包含一种与乳酸代谢相关的酶，DeBerardinis博士继续说。在他对肺肿瘤的研究中，DeBerardinis博士假设乳酸是在细胞质而不是线粒体中代谢的。
“如果乳酸是一种废物，那么它不应该在线粒体中，”他补充说。“但是，如果像新的研究所建议的那样，乳酸被用作燃料，那么它将存在于线粒体中是有意义的。”
帕蒂博士的研究是在培养细胞中进行的，而这一过程是否发生在体内的肿瘤中是很重要的，DeBerardinis博士指出。“我们对小鼠肺肿瘤的研究表明它可能是这样的。”
未来的研究将探讨其他类型癌症新发现的普遍性，埃斯佩博士预测道：
“这些研究还可以确定线粒体乳酸代谢在多大程度上是癌细胞抵御生存压力的工具箱的一部分，”他补充道
