研究证实：少吃两种氨基酸就能抗癌！致命肿瘤也乖乖加速死亡

胶质【zhì】母【mǔ】细【xì】胞【bāo】瘤是最【zuì】常见【jiàn】的成人脑瘤类【lèi】型，同时其侵袭性极强，患者的【de】中【zhōng】位生存期仅为16个月左右。然而【ér】，目前科学界【jiè】仍然没有治愈这种【zhǒng】肿瘤的方法。

在追寻【xún】攻【gōng】克胶质母细胞【bāo】瘤方法的过程中，哥伦比【bǐ】亚大学的一个研究团队发【fā】现胶质母细胞瘤似乎对铁死亡（Ferroptosis）非常敏感，铁死亡是一种铁依赖【lài】的细胞程【chéng】序【xù】性死亡，在铁【tiě】离子和酯氧【yǎng】合酶【méi】的作用【yòng】下，细胞膜上的不饱和【hé】脂肪酸会发生脂质【zhì】过氧化【huà】，从而【ér】导【dǎo】致细胞死亡。

▲相关论文已经发表于《自然–通讯》

【资料图】

如同其他的【de】程序性【xìng】细【xì】胞死亡，为了保【bǎo】证细胞【bāo】正常功能，铁死亡也【yě】受到【dào】了严【yán】格控制。GPX4酶就负责着清除膜脂过氧化物，防止细【xì】胞功【gōng】能紊乱。在铁死亡过程中，GPX4通常会伴【bàn】随失活【huó】。

当然，GPX4酶还需要谷胱甘肽作为辅助因子才能完成工作。这【zhè】给了研究者一种新的思【sī】路【lù】，谷胱甘肽可【kě】以依赖特定的生化过【guò】程从半胱氨酸生成，除【chú】此之外【wài】，甲【jiǎ】硫氨酸【suān】也可以作为补充途【tú】径转化为【wéi】半胱氨酸再生成谷胱甘肽。

因此【cǐ】，这两种氨基【jī】酸也成为把控铁死亡【wáng】的关键分子，而它们通常需要【yào】通过【guò】食物摄取，这就让研究者可【kě】以【yǐ】很【hěn】好【hǎo】地把【bǎ】控个【gè】体的摄入量。在【zài】小鼠和人类神【shén】经胶质瘤细【xì】胞培养时，如果特异性地从培养基中去除两种氨基酸（CMD条件/饮食），那么肿瘤细胞铁死亡水平会迅速上升，同时其还能与【yǔ】GPX4抑制剂发【fā】挥【huī】协【xié】同【tóng】作用，进一步增加胶【jiāo】质瘤细胞对【duì】铁死亡的敏感性。

▲减少半胱氨酸和甲硫氨【ān】酸，可以增加神【shén】经胶【jiāo】质瘤细胞的铁【tiě】死【sǐ】亡过【guò】程（图片来【lái】源：参考资料[1]）

然而人类【lèi】星形胶质细胞对GPX4抑制剂和【hé】CMD条件引起的细胞【bāo】死亡【wáng】并不敏【mǐn】感，这也暗示这种铁死亡机制可能是肿瘤特异性的。

根据分析，处于CMD条件下的胶质瘤细胞代谢发生变【biàn】化，48小时后【hòu】谷胱甘肽水【shuǐ】平显著【zhe】减少，而细胞的基础呼吸反应和【hé】线粒体【tǐ】代谢【xiè】也会【huì】减弱【ruò】。

除此之外，作者还【hái】构【gòu】建了一批【pī】小鼠模型实【shí】验，他们尝试给小鼠【shǔ】注射了一些神经胶【jiāo】质瘤细胞，一周后，小【xiǎo】鼠根【gēn】据常规饮食和CMD饮食进行了分组【zǔ】。在【zài】整个实【shí】验观察期【qī】内，小【xiǎo】鼠都可以【yǐ】耐受CMD饮食，只是体【tǐ】重【chóng】要略低于健康小【xiǎo】鼠【shǔ】。

▲CMD饮食可以增加肿瘤小鼠的生存率（图片来源：参考资料[1]）

而在生存率方面，CMD饮食小鼠要显著高于正常饮食组，这种饮食模式还能够与GPX4酶【méi】抑制剂联合使用，能【néng】够进一【yī】步引发小鼠肿瘤的铁死亡过【guò】程，使存活率得【dé】到进【jìn】一步提【tí】升。

研究者认为，通过消【xiāo】除饮食【shí】中【zhōng】的特定成分可以成为癌症患者的【de】食疗【liáo】选择【zé】，这样患者仍然能获得其他日常所需的营养和能量需求。研究团队正【zhèng】在计划开【kāi】展一项涉及胶质母细【xì】胞瘤患【huàn】者的临床试验，方【fāng】法就是在【zài】肿瘤切除手术之【zhī】前【qián】，让【ràng】患者开始执行CMD饮食【shí】。

除了胶质母【mǔ】细胞瘤，还有一【yī】些研究也曾提示【shì】CMD对肺癌【ái】、胰【yí】腺癌模型【xíng】同样有效【xiào】，或许能成为【wéi】一种更普适的抗癌辅助方法【fǎ】。

参考资料：

[1] Pavan S. Upadhyayula et al, Dietary restriction of cysteine and methionine sensitizes gliomas to ferroptosis and induces alterations in energetic metabolism, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-36630-w

[2] Researchers leverage cell self-destruction to treat brain tumors. Retrieved April 18, 2023 from https://medicalxpress.com/news/2023-04-leverage-cell-self-destruction-brain-tumors.html

来自：学术经纬