กระบวนการสร้างและสลายเมทิโอนีน

ภาพแสดงกระบวนการสร้างและสลายเมทิโอนีน (methionine) ตัวย่อที่ใช้ DHF: dihydrofolate, dSAM: decarboxylated S-adenosylmethionine, hCys: homocysteine, ME: methyl group, MetTR-1-P: 5-methylthioribose-1-phosphate, MT: methyltransferase, MTA: methylthioadenosine, MTHF: methylenetetrahydrofolate, SAH: S-adenosyl-L-homocysteine, SAM: S-adenosyl methionine, SUB: ซับสเตรต.

แม้ว่าจะมีกลไกในระดับเซลล์มากมายที่เกี่ยวข้องกับการย่อยอาหาร การตรวจสอบในทศวรรษที่ผ่าน ๆ มาชี้ว่า วิถีกระบวนการสร้างและสลายเมทิโอนีน (methionine metabolic pathway) เป็นเหตุการก่อมะเร็ง[44][45]ยกตัวอย่างเช่น การขาดสารประกอบหลักจากอาหารที่เป็นตัวบริจาคกลุ่มอนุมูลเมทธิล (methyl donor) คือ เมทิโอนีน (methionine) และโคลีน (choline) นำไปสู่การเกิดมะเร็งตับในหนู[46][47]

เมทิโอนีนเป็นกรดอะมิโนจำเป็นที่ได้จากสารอาหารที่เป็นตัวบริจาคโปรตีนและเมทธิล เช่นโคลีนและ betaine ที่พบในเนื้อวัว ไข่ และพืชบางอย่างเมทิโอนีนที่ได้จะแปลงเป็น S-adenosyl methionine (SAM) ซึ่งเป็นเมแทบอไลต์กุญแจสำคัญในการสังเคราะห์โพลีเอมีน เช่น spermidine และ cysteine (ดูรูป)หลังจากนั้นผลสลายตัวของเมทิโอนีน ก็จะเวียนกลับไปเป็นเมทิโอนีนอีก โดยกระบวนการ remethylation และ methylthioadenosine conversion (ดูรูป) ของ homocysteineวิตามินบี6 วิตามินบี12 กรดโฟลิก และโคลีนเป็นปัจจัยร่วมจำเป็น (essential cofactor) ในปฏิกิริยาเหล่านี้SAM เป็นซับสเตรตของปฏิกิริยา methylation ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นเอนไซม์ methyltransferase

สารเร่งการเจริญเติบโต (Growth factor) และการออกฤทธิ์ของ PRMT4 ที่อาศัยสเตอรอยด์/retinoid

ผลปฏิกิริยาเหล่านี้ก็คือ โปรตีนที่ได้กลุ่มเมทธิล (methylated) และ S-adenosylhomocysteine (SAH)โดย SAH มีผลป้อนกลับเชิงลบในการผลิตตัวมันเอง คือเป็นตัวยับยั้งเอนไซม์ methyltransferaseดังนั้นอัตรา SAM:SAH จะเป็นตัวควบคุมกระบวนการ methylation ของเซลล์โดยตรงส่วนระดับวิตามินบี6 วิตามินบี12 กรดโฟลิก และโคลีน เป็นตัวควบคุมกระบวนการ methylation โดยอ้อมคือผ่านวงจรเมแทบอลิซึมของเมทิโอนีน[48][49]

ลักษณะทั่วไปอย่างหนึ่งของมะเร็งก็คือการปรับตัวผิดพลาด (maladaption) ของวิถีการสร้างและสลายเมทิโอนีน โดยเป็นผลจากพันธุกรรมหรือสิ่งแวดล้อม ทำให้เกิดการพร่อง SAM และ/หรือการพร่องกระบวนการ methylation ที่อาศัย SAMไม่ว่าจะเป็นเพราะการขาดเอนไซม์เช่น methylthioadenosine phosphorylase, การพึ่งพาอาศัยเมทิโอนีนของเซลล์มะเร็ง, การสังเคราะห์โพลีเอมีนในระดับสูงเมื่อเกิดมะเร็ง, หรือการเหนี่ยวนำให้เกิดมะเร็งเพราะทานอาหารที่ไม่มีตัวบริจาค methyl หรืออาหารที่มีตัวยับยั้งกระบวนการ methylation ที่เพิ่มขึ้น การเกิดเนื้องอกมีสหสัมพันธ์อย่างสูงกับระดับ SAM ที่ต่ำลงในหนูและมนุษย์[50][51]แต่ตามงานทบทวนวรรณกรรมปี 2555 ยังไม่มีการศึกษาในมนุษย์โดยตรงว่าการจำกัดเมทิโอนีนมีผลต่อมะเร็งหรือไม่ และ "ยังไม่มีความรู้เพียงพอที่จะให้คำแนะนำเกี่ยวกับอาหารที่เชื่อถือได้"[52]

Signaling pathways

signaling pathway ที่ก่อเนื้องอกหลายกระบวนการ มีส่วนร่วมในการแพร่ขยายเซลล์มะเร็ง (invasion และ metastasis)ในกระบวนการเหล่านั้น Wnt signaling pathway และ Hedgehog signaling pathway มีส่วนร่วมในการพัฒนาเซลลมะเร็งในระยะเริ่มแรก (embryonic development) ในระบบชีวภาพของ cancer stem cell (CSCs) และในการเกิดกระบวนการ epithelial to mesenchymal transition (EMT)[35]