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

胶质母细胞瘤是最常见的【de】成人【rén】脑瘤【liú】类型，同时其侵袭性极强【qiáng】，患者的中【zhōng】位生存期仅为16个【gè】月左【zuǒ】右。然而，目前科【kē】学界仍然没有治愈这种肿瘤的【de】方【fāng】法【fǎ】。

在追寻攻克【kè】胶质母细胞【bāo】瘤方法的过【guò】程【chéng】中，哥【gē】伦比亚大学的一个【gè】研究团队发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的【de】细胞程序性死【sǐ】亡，在铁离子【zǐ】和酯氧合酶的作用下，细【xì】胞【bāo】膜【mó】上的不饱和脂肪【fáng】酸会发生【shēng】脂质过【guò】氧化，从【cóng】而导致细胞死【sǐ】亡。

▲相关论文已经发表于《自然–通讯》

【资料图】

如同其他的程序性细胞死亡，为了保【bǎo】证细胞正常功能，铁死亡【wáng】也【yě】受到了严【yán】格控【kòng】制。GPX4酶就负责着清除【chú】膜脂过氧【yǎng】化【huà】物，防止细胞功【gōng】能紊乱。在铁死亡【wáng】过程【chéng】中，GPX4通常【cháng】会伴【bàn】随失活。

当然，GPX4酶还需要谷胱甘肽作为辅助因子才能完成工作。这给【gěi】了研究者【zhě】一种新的思路【lù】，谷胱甘肽可【kě】以依赖特定的生化过程从【cóng】半胱氨酸生【shēng】成，除此之外，甲硫氨【ān】酸也可以作为补充途径转【zhuǎn】化为半胱氨【ān】酸再生成【chéng】谷胱甘【gān】肽。

因此，这两种氨基酸也【yě】成为【wéi】把控铁死【sǐ】亡的关键分子【zǐ】，而它们通常需要通过食【shí】物摄取，这【zhè】就【jiù】让研【yán】究【jiū】者可【kě】以很好地把【bǎ】控个体的摄入量。在小鼠和人类神经胶质【zhì】瘤细胞【bāo】培养时【shí】，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【qí】还能与【yǔ】GPX4抑制剂发挥【huī】协同作用，进【jìn】一【yī】步增加胶质瘤细胞对铁死亡的敏感【gǎn】性。

▲减少半胱【guāng】氨酸和甲硫【liú】氨酸【suān】，可以增加神【shén】经胶质瘤细胞的铁死亡过【guò】程（图【tú】片来【lái】源：参考资料【liào】[1]）

然而人类星形【xíng】胶质细胞对GPX4抑【yì】制【zhì】剂和CMD条件引【yǐn】起的细胞死【sǐ】亡并不敏感，这也暗示这种铁死亡机制可能是肿瘤特异性的。

根【gēn】据分析，处于CMD条件下【xià】的胶质瘤细胞代谢发【fā】生变【biàn】化，48小时后谷胱甘肽水【shuǐ】平显著减少【shǎo】，而细胞的基础【chǔ】呼吸反【fǎn】应和线粒体代谢也会减弱。

除此【cǐ】之外，作者还构【gòu】建了一批小【xiǎo】鼠模【mó】型实验【yàn】，他们尝试【shì】给小【xiǎo】鼠注射了一些【xiē】神经胶质瘤细胞，一周后，小鼠【shǔ】根据常规饮食和CMD饮食进【jìn】行了分组。在【zài】整个实验观察期内，小鼠都可以耐受CMD饮【yǐn】食，只【zhī】是体重要略低于健康小鼠。

▲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酶抑制剂联合使用，能够进【jìn】一步引发【fā】小鼠肿瘤【liú】的铁死亡【wáng】过【guò】程，使存活率得【dé】到【dào】进一步提升。

研究者认为【wéi】，通【tōng】过消除饮【yǐn】食中的特定【dìng】成分可以成【chéng】为癌症患【huàn】者的食疗选择，这样患者仍然能获得其他日常所需的营养和能量需求。研究团队正在计划开【kāi】展一项涉及胶质母细胞瘤患者的临【lín】床【chuáng】试验，方法【fǎ】就【jiù】是【shì】在肿瘤切除【chú】手【shǒu】术【shù】之前，让患者开始【shǐ】执行CMD饮食。

除了【le】胶质母细【xì】胞瘤，还有一些研究也曾提示CMD对【duì】肺【fèi】癌、胰腺癌【ái】模型同样有效，或许【xǔ】能成【chéng】为一种更普适【shì】的抗癌辅【fǔ】助方法。

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