Abstract

επιθετικών καρκίνων εμφανίζουν αποτελεσματική μετατροπή των υψηλών ποσοτήτων γλυκόζης σε γαλακτικό συνοδεύεται από την έκκριση οξέος, ένα φαινόμενο γνωστό ως το φαινόμενο Warburg. Το όξινο μικροπεριβάλλον και το αλκαλικό κυτοσόλιο δημιουργήσει ένα πρωτόνιο-κλίση (κλίση οξύ) κατά μήκος της μεμβράνης του πλάσματος που αντιπροσωπεύει πρωτονίων-κίνητρο ενέργειας. Αύξηση πειραματικά δεδομένα από φυσιολογικές σχετικές μοντέλα δείχνουν ότι η κλίση οξύ διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των όγκων, και μπορεί επίσης να υποστηρίξει τις ενεργειακές της ανάγκες. Ωστόσο, η άμεση βιοχημικές ενδείξεις που συνδέουν κλίση εξωκυτταρικό οξύ σε γενιά των ενδοκυττάριων ΑΤΡ λείπουν. Σε αυτό το έργο, έχουμε αποδείξει ότι τα καρκινικά κύτταρα μπορούν να συνθέσουν σημαντικές ποσότητες φωσφορικού-ομολόγων από φωσφορικό ως απάντηση στην κλίση οξύ κατά μήκος της μεμβράνης του πλάσματος. Το σημειωθεί φαινόμενο υπάρχει σε απουσία της γλυκόλυσης και της μιτοχονδριακής ΑΤΡ σύνθεση, και είναι μοναδική για τον καρκίνο. Βιοχημικές αναλύσεις που χρησιμοποιούν βιώσιμα καρκινικά κύτταρα, και καθαρίζεται κυστίδια πλασματικής μεμβράνης που χρησιμοποιεί ραδιενεργό φωσφορικό, επιβεβαίωσε τη σύνθεση φωσφορικού δεσμού από ελεύθερο φωσφορικό (Ρ

i), και επίσης εντοπισμός αυτής της δραστηριότητας προς την μεμβράνη του πλάσματος. Εκτός από την ΑΤΡ, κυρίαρχη σχηματισμό πυροφωσφορικού (ΡΡ

i) από Ρ

i παρατηρήθηκε επίσης όταν κυστίδια μεμβράνης πλάσματος από τα καρκινικά κύτταρα υποβλήθηκαν σε βαθμίδα τρανς-μεμβράνη οξύ. κυτοσόλες του καρκίνου βρέθηκαν σε θέση να μετατρέψει PP

i για να ΑΤΡ, και επίσης διεγείρουν τη σύνθεση ΑΤΡ από την P

i από τα κυστίδια. Acid κλίση που δημιουργούνται μέσω του μεταβολισμού της γλυκόζης από τα καρκινικά κύτταρα, όπως παρατηρήθηκε σε όγκους, επίσης αποδειχθεί κρίσιμη για τη σύνθεση με φωσφορικό δεσμό. Εν συντομία, αυτές οι παρατηρήσεις αποκαλύπτουν το ρόλο των όξινων περιβάλλον του όγκου ως πιθανή πηγή ενέργειας και μπορεί να προσφέρει ένα νέο θεραπευτικό στόχο

Παράθεση:. Dhar G, Sen S, Chaudhuri G (2015) Οξύ Κλίση σε όλη Plasma μεμβράνη μπορεί Οδηγήστε φωσφορικών Bond Σύνθεση σε καρκινικά κύτταρα: Όξινα όγκων Milieu ως πιθανή πηγή ενέργειας. PLoS ONE 10 (4): e0124070. doi: 10.1371 /journal.pone.0124070

Ακαδημαϊκό Επιμέλεια: Μαρία-Joelle Virolle, Πανεπιστήμιο Paris Νότια, Γαλλία

Ελήφθη: 1η Δεκεμβρίου, 2014? Αποδεκτές: 25 Φλεβάρη 2015? Δημοσιεύθηκε: 15, Απριλίου 2015

Copyright: © 2015 Dhar et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα: Όλα τα σχετικά δεδομένα είναι εντός του Υποστηρίζοντας αρχεία πληροφοριών του χαρτιού και

Χρηματοδότηση:. η εργασία αυτή χρηματοδοτήθηκε από επιχορηγήσεις σε GC από τον Καρλ και Roberta Ίδρυμα Deutsch και την Ημέρα της Kelly. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

αποτέλεσμα Warburg είναι ένα μεταβολικό σήμα κατατεθέν του πιο επιθετικές καρκινικών κυττάρων σύμφωνα με την οποία το μεγαλύτερο μέρος της γλυκόζης μετατρέπεται σε γαλακτικό σε παρουσία οξυγόνου [1, 2]. Η αερόβια γλυκόλυση συνοδεύεται από οξίνιση του μικροπεριβάλλον του όγκου [3, 4] που προσδίδει επιλεκτικό πλεονέκτημα ανάπτυξης σε καρκινικά κύτταρα από μεταβολικές επαναπρογραμματισμό [5-7], η αυξημένη ικανότητα εισβολής [8-10] και της ρύθμισης του κυτταρικού κύκλου [11]. Επιθετικό καρκίνο κύτταρα απαιτούν ΑΤΡ για να παράγει αρκετό δομικά στοιχεία, όπως πρωτεΐνες, λιπίδια και DNA για τον πολλαπλασιασμό. Η μετατροπή της γλυκόζης σε γαλακτικό παράγει μόνο 2 μόρια ΑΤΡ, σε αντίθεση με 38 μόρια όταν συζευχθεί με οξειδωτική φωσφορυλίωση [12]. Ως εκ τούτου, ακόμη και αν η αερόβια γλυκόλυση και εξωκυττάριο οξίνιση παρέχει επιλεκτικό πλεονέκτημα ανάπτυξης με τον καρκίνο, όπως συζητήθηκε παραπάνω, ως προς το πώς τα καρκινικά κύτταρα ανταποκρίνονται ενεργειακή ζήτηση του υπό αυτές τις συνθήκες παραμένει ένα παράδοξο.

Οξύ κλίση ή πρωτονίων-κινητήρια δύναμη σε όλη την μεμβρανών είναι μια πηγή ενέργειας η οποία χρησιμοποιείται από τα μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες και το μικροβιακό κόσμο για να συνθέσουν φωσφορικών δεσμών [12-16]. Προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Peter Mitchell στην περίφημη χημειο-οσμωτική θεωρία του [17], η κλίση οξύ κατά μήκος της μεμβράνης παρέμεινε η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος που ζουν συστήματα για την αποθήκευση της ενέργειας των μεταβολικών καυσίμων ως ηλεκτροχημικό δυναμικό ενέργειας. Το κυτταρικό μηχανισμό χρησιμοποιεί μεταγενέστερα αυτή την ενέργεια για να οδηγηθεί η σύνθεση των ομολόγων υψηλής ενέργειας φωσφορικό άλας με τη μορφή ΑΤΡ και άλλων μορίων υψηλής ενέργειας για χρήση σε κυτταρικές διεργασίες. [13, 16].

Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι ακόμη και αν το εξωκυτταρικό ρΗ των καρκινικών κυττάρων είναι όξινο, η ενδοκυτταρική ρΗ είναι περισσότερο αλκαλικό σε σύγκριση με τα φυσιολογικά κύτταρα [3, 18, 19]. Το αλκαλικό ενδοκυτταρικού ρΗ και όξινο εξωκυττάριο ρΗ με την μεμβράνη του πλάσματος σε μεταξύ αντιπροσωπεύει μια σημαντική δεξαμενή πρωτονίων-κίνητρο ενέργειας. Οι όγκοι είναι σε θέση να αξιοποιήσει αυτή την αποθηκευμένη δυναμική ενέργεια για να οδηγήσει τη σύνθεση υψηλής ενέργειας φωσφορικό-ομολόγων στα κύτταρα παραμένουν μια δυνατότητα. Υπάρχουν ισχυρές φυσιολογικές αποδείξεις για τη σημασία της κλίσης οξέος στον καρκίνο που έχουν ήδη καθιερωθεί από άλλους ερευνητές. Παρατηρήθηκε ότι η αύξηση της εξωκυττάριας ρΗ με ένεση των αλκαλικών ρυθμιστικών διαλυμάτων στο περιβάλλον του όγκου μείωσε το μέγεθος του όγκου και ανέστειλαν επίσης μετάσταση [20, 21]. Επιπλέον, τα καρκινικά κύτταρα εμφανίζουν αυξημένη πολλαπλασιασμό και διεισδυτικότητα σε όξινο εξωτερικό περιβάλλον [8-10, 22]. Αυτό in-vivo φυσιολογικό αποδείξεις δείχνουν ότι οξύ κλίση, ανεξάρτητα από τον τρόπο της έκκρισης οξέος, διεγείρουν τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων και είναι επίσης υποστηρικτική των ενεργειακών αναγκών τους. Ωστόσο, η άμεση βιοχημικές ενδείξεις που συνδέουν κλίση εξωκυττάριο οξέος στην παραγωγή ενδοκυτταρικής ATP έχουν λείπει, και αυτό είναι το επίκεντρο της παρούσας εργασίας. Είναι δύσκολο να επιβεβαιώσει τη σύνθεση ΑΤΡ ως απάντηση στην κλίση οξύ με βεβαιότητα παράλληλα με την κατάργηση των εισφορών από γλυκόλυση ή μιτοχόνδρια σε ένα σύστημα in-vivo. Η αναστολή της γλυκόλυσης ή μιτοχόνδρια in-vivo θα ήταν θανατηφόρος. Ωστόσο, αυτό μπορεί να διερευνηθεί χρησιμοποιώντας καλλιεργημένα κύτταρα και καθαρίζονται κυστίδια μεμβράνης πλάσματος. Ραδιενεργό φωσφορικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιβεβαιώσει αν τα νέα ομόλογα φωσφορικό σχηματίζεται από την ελεύθερη φωσφορικών και όχι από την ανταλλαγή φωσφορικό δεσμό. Το έργο που παρουσιάζεται εδώ επιβεβαιώνει ότι τα καρκινικά κύτταρα μπορούν να συνθέσουν σημαντικές ποσότητες φωσφορικών δεσμών φωσφορικών σε απόκριση προς βαθμίδωση οξύ κατά μήκος της μεμβράνης του πλάσματος.

Υλικά και Μέθοδοι

Υλικά