2018秋季学期第三次Journal Club
2018年12月22日，清华大学生命科学学堂班同学在清华学堂举行了第三次Journal Club，本次JC围绕一篇名为Mannose impairs tumour growth and enhances chemotherapy的发表在Nature杂志上的文章，讲述了代谢对癌细胞死亡的影响。
由于癌细胞具有极度依赖葡萄糖供能的特性，研究者猜想一些对葡萄糖代谢有影响的糖类也许可以对癌细胞的存活能力有影响，于是他们在癌细胞的培养体系中分别加入了葡萄糖、果糖等一系列的糖后发现，甘露糖对于癌细胞的生长具有显著的影响。他们又在不同的癌细胞细胞系中测试了这一效应，发现很多癌细胞的生长都会被甘露糖所抑制。在正常细胞中，M6P（磷酸甘露糖）会被PMI（磷酸甘露糖异构酶）转变为F6P（6-磷酸果糖）从而进入糖酵解途径，为细胞供能。然而，在癌细胞中检测糖代谢产物后发现，甘露糖大部分转变为了M6P，从而囤积在了细胞中但无法转变为可功能的物质，因而抑制了细胞生长。
这种抑制生长的效应在癌细胞遭遇化疗物质时更加明显，甘露糖可以显著地提高化疗药物的效果。通过对细胞凋亡相关的分子进行western blot，研究人员发现，同时对癌细胞进行化疗药物的杀伤和甘露糖共孵育，癌细胞中的Caspase-3显著上调了，同时观察到Bcl-XL等抑制细胞凋亡的物质的表达量显著地减少，说明甘露糖很有可能是通过解除细胞凋亡途径从而促进癌细胞死亡的。
至于为什么在细胞中出现了M6P的囤积，研究者将目光放在了与M6P含量最为相关的酶——PMI上。通过对各种癌细胞系进行western blot，他们发现，那些对于甘露糖不敏感的细胞系往往表达量很高，而那些对于甘露糖敏感的细胞系PMI的表达量很低。同时，如果抑制那些PMI表达量高的细胞系中PMI的表达，癌细胞对于甘露糖的敏感性会大大增强，这就说明了癌细胞中低表达量的PMI是甘露糖抑制癌细胞生长的重要因素。
这篇文章基于甘露糖能够抑制一些癌细胞细胞系的生长这一发现，选择性地研究了这一现象可能的作用机理，为精准医疗奠定了坚实的基础。
之后，同学们讨论了这篇文章中的一些问题。同学们指出，这篇文章只是发现了甘露糖对于化疗的促进作用以及可能的作用机理，而没有详细地对这一机理进行阐述；同时，文章也没有真正回答甘露糖在这一过程中的角色，是癌细胞杀伤的原因，还是PMI缺陷的结果。
总体看来，这篇文章的发现具有一定的突破性，成功地将代谢和细胞凋亡联系了起来，为研究癌症生理提供了新的视角，也激起了同学们对于代谢的兴趣，学会了系统地理解和观察生物学现象，研究生物学问题。
