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【jiāo】质母细【xì】胞瘤是最常见的成人【rén】脑瘤类型，同时其侵袭性极强，患者的中位【wèi】生存期仅为【wéi】16个月左右【yòu】。然而，目前科【kē】学界仍然【rán】没【méi】有治愈这种【zhǒng】肿瘤【liú】的方【fāng】法。

在追寻【xún】攻克胶质母细胞瘤方法的过程中，哥伦比亚大【dà】学的一个研【yán】究【jiū】团【tuán】队发现【xiàn】胶质母细胞瘤似乎对铁死亡（Ferroptosis）非常敏感，铁死亡是一种铁【tiě】依赖的细胞程【chéng】序性死亡，在铁离子和酯氧【yǎng】合酶【méi】的【de】作用【yòng】下，细胞膜上的不饱和脂肪酸会发生【shēng】脂质过【guò】氧化，从而导【dǎo】致【zhì】细胞死亡。

▲相关论文已经发表于《自然–通讯》

【资料图】

如同其他的程序性细胞死亡，为了【le】保证【zhèng】细胞正常功能，铁死【sǐ】亡也受到了严格【gé】控制。GPX4酶就负责【zé】着清除膜脂过氧化【huà】物，防【fáng】止【zhǐ】细胞功能紊【wěn】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。这给了研究者一种【zhǒng】新的【de】思路，谷胱【guāng】甘肽可以依赖特定的生化【huà】过程【chéng】从半胱【guāng】氨酸【suān】生成，除此之外，甲硫【liú】氨【ān】酸也可以作为补充途径转化为【wéi】半胱氨酸再生成谷胱甘【gān】肽。

因此，这两种【zhǒng】氨基酸也【yě】成为把控铁死亡的关键分【fèn】子【zǐ】，而它们【men】通常需要通过食【shí】物摄取，这就让研【yán】究者可以很好地把【bǎ】控个体的摄入量。在小【xiǎo】鼠和人【rén】类【lèi】神经胶【jiāo】质瘤【liú】细胞培养时，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GPX4抑制剂发挥协同作【zuò】用，进【jìn】一步增加胶【jiāo】质瘤细胞对【duì】铁死亡的敏感【gǎn】性。

▲减少【shǎo】半【bàn】胱氨酸和【hé】甲硫氨【ān】酸，可以增加【jiā】神经胶【jiāo】质瘤细胞的铁死亡【wáng】过程（图片【piàn】来源：参考资料[1]）

然而人类星形胶质细胞对GPX4抑【yì】制剂【jì】和CMD条【tiáo】件引起的【de】细胞【bāo】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【xī】，处于CMD条件下的胶质瘤细胞【bāo】代谢发生变化，48小时后谷胱甘肽水【shuǐ】平【píng】显著减少，而细【xì】胞的基【jī】础呼吸反应和线粒【lì】体代谢也【yě】会减弱。

除此之外，作者还构建了一批小【xiǎo】鼠模型实验，他们尝试【shì】给小鼠【shǔ】注射了一【yī】些神经【jīng】胶质瘤细胞，一周【zhōu】后，小鼠根据常规饮食和CMD饮食进行了分组。在整个【gè】实验【yàn】观【guān】察期内，小鼠都可【kě】以耐【nài】受CMD饮食，只【zhī】是体【tǐ】重要略【luè】低于健【jiàn】康【kāng】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【shǐ】用【yòng】，能够进一步引发【fā】小鼠肿【zhǒng】瘤的铁死亡【wáng】过程，使存【cún】活率得到进【jìn】一【yī】步提升。

研【yán】究者认为，通过消除【chú】饮食中的特【tè】定【dìng】成分可以成为癌【ái】症患者的食疗选择，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【duì】正在【zài】计划开展一项涉及胶质母细胞瘤患者的临【lín】床试验，方法就是在肿瘤切除手术【shù】之【zhī】前，让【ràng】患者【zhě】开始【shǐ】执行【háng】CMD饮食。

除了胶质母细胞瘤，还【hái】有一些研【yán】究也曾提示CMD对肺癌、胰腺癌模型同【tóng】样【yàng】有效，或许能成为【wéi】一种更普适的抗癌辅助方【fāng】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