《自然》：少吃這種氨基酸，就能幫助抗癌？有望阻止致命腦瘤生長

當我們思考、學習或感受環境時，大腦的能量消耗水平會顯著提升。盡管大腦只占體重的2%，卻消耗了全身約20%的葡萄糖。然而，除了大腦細胞，癌細胞同樣對能量有著極高的需求。當癌細胞在大腦中生根發芽時，它們是如何與“本地居民”競爭有限的資源的？

從結果來看，癌細胞一定有一套特殊本領，才能實現腫瘤的持續進展。以膠質母細胞瘤（GBM）為例，這種惡性腦腫瘤會以極快的速度侵襲大腦組織。患者即使接受常規的化療或放療，也會在之后經歷復發，5年生存率不足10%。

根據發表在《自然》雜志的新研究，密歇根大學的研究者發現GBM可以有效爭奪糖、氨基酸等成分來幫助其快速生長。其中，腫瘤細胞能選擇性從周圍環境中獲取絲氨酸，從而減少自身的合成需求——這也成為了一種全新的代謝弱點。當研究者嘗試剝奪GBM小鼠的絲氨酸供應后，腫瘤的生長速度明顯減慢，小鼠壽命也更長。這表明通過營養控制、減少絲氨酸攝入有望成為抵抗膠質母細胞瘤的新策略。

研究中，作者招募了數名GBM患者，并且在腫瘤切除術之前為他們注射了一種同位素標記的葡萄糖。當手術切除腦瘤組織和周圍的正常腦皮質后，他們通過高精度的質譜分析技術，追蹤了這些標記葡萄糖的碳原子去向。

結果顯示，盡管腫瘤和健康大腦組織都會積極攝取葡萄糖，但它們對糖分的用途卻截然不同。在健康的大腦皮質中，葡萄糖主要參與三羧酸循環來產生能量，并用于合成神經遞質，以此支持正常的神經活動。相反，腫瘤細胞減少了這些“生理性”活動，而是將葡萄糖的碳原子大量用于合成DNA和RNA，以及維持細胞增殖和存活的關鍵輔酶。

▲研究示意圖（圖片來源：原始論文[1]）

另外，研究者還發現GBM細胞極度依賴環境中的絲氨酸。絲氨酸是一種非必需氨基酸，正常細胞可以自己合成。但研究發現，多數GBM細胞更喜歡從周圍攝取絲氨酸，而不是自己合成。正是這一點特殊攝取機制，為腫瘤發展提供了巨大動力。這是因為如果腫瘤需要自己從葡萄糖合成絲氨酸，就會消耗本可用于合成DNA的葡萄糖碳原子。而直接從環境中獲取絲氨酸，腫瘤細胞就可以將更多的葡萄糖用于增殖行為。這一發現也引出了一種潛在的治療思路：如果限制飲食中的絲氨酸，能否“餓死”腦瘤？

圖片來源：123RF

研究團隊在小鼠實驗中測試了這一假設。他們將患腦瘤的小鼠分為兩組：一組正常飲食，另一組食用不含絲氨酸的特殊飼料，同時可轉化成絲氨酸的甘氨酸也被去除了。結果顯示，在GBM小鼠中，限制性飲食顯著降低了腫瘤中的DNA和RNA水平。腫瘤生長速度減緩，小鼠生存期也得到延長。更重要的是，當這種飲食干預與標準的放化療聯合使用時，治療效果顯著增強。

由于正常大腦主要依靠自身合成絲氨酸，這種飲食干預對正常大腦組織的影響很小。因此，這種干預策略不僅可以針對癌細胞代謝弱點發揮作用，還能減少對正常組織的傷害。研究人員正在設計臨床試驗，計劃測試絲氨酸限制與標準放化療對膠質母細胞瘤患者的療效。未來，它或許有望能助力抵抗GBM的發展，幫助延長患者壽命。

參考資料：

[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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