《自然》：少吃这种氨基酸，就能帮助抗癌？有望阻止致命脑瘤生长
学术经纬约 3 分钟当我们思考、学习或感受环境时，大脑的能量消耗水平会显著提升。尽管大脑只占体重的2%，却消耗了全身约20%的葡萄糖。然而，除了大脑细胞，癌细胞同样对能量有着极高的需求。当癌细胞在大脑中生根发芽时，它们是如何与“本地居民”竞争有限的资源的？
从结果来看，癌细胞一定有一套特殊本领，才能实现肿瘤的持续进展。以胶质母细胞瘤（GBM）为例，这种恶性脑肿瘤会以极快的速度侵袭大脑组织。患者即使接受常规的化疗或放疗，也会在之后经历复发，5年生存率不足10%。
根据发表在《自然》杂志的新研究，密歇根大学的研究者发现GBM可以有效争夺糖、氨基酸等成分来帮助其快速生长。其中，肿瘤细胞能选择性从周围环境中获取丝氨酸，从而减少自身的合成需求——这也成为了一种全新的代谢弱点。当研究者尝试剥夺GBM小鼠的丝氨酸供应后，肿瘤的生长速度明显减慢，小鼠寿命也更长。这表明通过营养控制、减少丝氨酸摄入有望成为抵抗胶质母细胞瘤的新策略。
研究中，作者招募了数名GBM患者，并且在肿瘤切除术之前为他们注射了一种同位素标记的葡萄糖。当手术切除脑瘤组织和周围的正常脑皮质后，他们通过高精度的质谱分析技术，追踪了这些标记葡萄糖的碳原子去向。
结果显示，尽管肿瘤和健康大脑组织都会积极摄取葡萄糖，但它们对糖分的用途却截然不同。在健康的大脑皮质中，葡萄糖主要参与三羧酸循环来产生能量，并用于合成神经递质，以此支持正常的神经活动。相反，肿瘤细胞减少了这些“生理性”活动，而是将葡萄糖的碳原子大量用于合成DNA和RNA，以及维持细胞增殖和存活的关键辅酶。
另外，研究者还发现GBM细胞极度依赖环境中的丝氨酸。丝氨酸是一种非必需氨基酸，正常细胞可以自己合成。但研究发现，多数GBM细胞更喜欢从周围摄取丝氨酸，而不是自己合成。正是这一点特殊摄取机制，为肿瘤发展提供了巨大动力。这是因为如果肿瘤需要自己从葡萄糖合成丝氨酸，就会消耗本可用于合成DNA的葡萄糖碳原子。而直接从环境中获取丝氨酸，肿瘤细胞就可以将更多的葡萄糖用于增殖行为。这一发现也引出了一种潜在的治疗思路：如果限制饮食中的丝氨酸，能否“饿死”脑瘤？
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研究团队在小鼠实验中测试了这一假设。他们将患脑瘤的小鼠分为两组：一组正常饮食，另一组食用不含丝氨酸的特殊饲料，同时可转化成丝氨酸的甘氨酸也被去除了。结果显示，在GBM小鼠中，限制性饮食显著降低了肿瘤中的DNA和RNA水平。肿瘤生长速度减缓，小鼠生存期也得到延长。更重要的是，当这种饮食干预与标准的放化疗联合使用时，治疗效果显著增强。
由于正常大脑主要依靠自身合成丝氨酸，这种饮食干预对正常大脑组织的影响很小。因此，这种干预策略不仅可以针对癌细胞代谢弱点发挥作用，还能减少对正常组织的伤害。研究人员正在设计临床试验，计划测试丝氨酸限制与标准放化疗对胶质母细胞瘤患者的疗效。未来，它或许有望能助力抵抗GBM的发展，帮助延长患者寿命。
参考资料：
[1] Scott, A.J., Mittal, A., Meghdadi, B. et al. Rewiring of cortical glucose metabolism fuels human brain cancer growth. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09460-7
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