新研究揭开癌细胞“能量站”秘密

科技日报天津3月27日电 （记者陈曦 通讯员焦德芳）恶性肿瘤细胞不仅会抢夺正常细胞的营养，还会制造有害环境、破坏人体健康。记者27日从天津大学获悉，该校教授叶升团队成功破解癌细胞“能量站”的秘密，为研发靶向抗癌药物打开一扇新大门。相关成果发表在《中国药理学报》上。

据介绍，恶性肿瘤细胞有个特殊的生存本领：即便在氧气充足环境，它们也会像发酵面团一样，快速产生乳酸为自身提供能量。更狡猾的是，它们还能通过一种叫单羧酸转运蛋白1（MCT1）的“运输工”把乳酸运送到周围环境，既给自己清理了“垃圾”，又制造出有毒环境阻挡免疫细胞的攻击。科学家们发现，如果能破坏MCT1的运输能力，就能有效打击癌细胞。

叶升团队从2020年开始，就像“侦探”一样层层揭开单羧酸转运蛋白家族的秘密。团队首先发现这类运输蛋白工作呈现协同效应，在乳酸浓度高时活性升高，迅速将乳酸运出细胞，在乳酸浓度低时停止工作，保证细胞内部存在一定浓度的乳酸。2022年，他们又发现关键伴侣蛋白帮助MCT1在细胞表面“安家”的机制。

这次新研究，叶升团队发现MCT1运输乳酸需要完成一套精密的“质子泵”动作：首先通过特定的氨基酸捕捉质子，像拧开瓶盖一样打开运输通道；接着乳酸分子像坐滑梯一样进入指定位置；最后通过电荷变化将乳酸“弹射”出去。这个过程需要多个关键位点的精密配合，就像一场编排完美的“分子舞蹈”。

基于这些发现，研究团队从传统中药化合物库中筛选出一种名为“水飞蓟宾”的天然化合物，它能精准卡在MCT1底物结合中心处，阻断其“分子舞蹈”，从而破坏其运输能力。实验测试显示，“水飞蓟宾”能有效抑制肝癌细胞的生长。

“这项研究不仅让我们更深入了解癌细胞的生命活动，也为开发副作用更小的靶向抗癌药物提供了新思路。”叶升表示。