“饿死”癌细胞又有新突破

最近，美国杜克大学的研究人员，发现了肾细胞癌的一个有用靶标。2016年2月1日他们在《Cancer Research》发表的一项研究表明，这些癌症能够以一种方式改变代谢，这种方式使癌细胞对外界的一种营养物（称为胱氨酸）成瘾。通过剥夺癌细胞的胱氨酸，研究人员能够在这种疾病的小鼠模型中，触发坏死性细胞死亡。

　　

生物通报道：所有的细胞都需要营养，众所周知，癌细胞对能量的需求非常大。因此，癌细胞必须改变它们的新陈代谢，以提供它们生存、生长和扩散所需的额外能量。

几十年来，科学家一直在试图利用癌细胞这种贪婪的新陈代谢，作为抗癌新疗法的靶标。最近，美国杜克大学的研究人员，发现了肾细胞癌的一个有用靶标。2016年2月1日他们在《Cancer Research》发表的一项研究表明，这些癌症能够以一种方式改变代谢，这种方式使癌细胞对外界的一种营养物（称为胱氨酸）成瘾。通过剥夺癌细胞的胱氨酸，研究人员能够在这种疾病的小鼠模型中，触发一种形式的细胞死亡，称为细胞坏死。

本文资深研究作者、杜克大学医学院分子生物学和微生物学副教授Jen-Tsan Ashley Chi指出：“我们发现，使这些肿瘤如此具有侵袭性的同一机制，也使其更容易出现营养缺乏。这就像是，我们用它自己的方式击败它们。”

Chi表示，肾细胞癌——一种形式的肾癌，历来是很难治愈的，这项研究指出了一种有前途的新方法。这种疾病每年夺去100000多人的生命。大约四分之三的肾细胞癌病例是由一个缺失的VHL肿瘤抑制基因所标记，这个基因可使健康的细胞发展成肿瘤。Chi和本文第一作者、实验室博士后Xiaohu Tang，决定探究这个遗传变化如何可能影响癌细胞的代谢和营养需求。

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Tang使癌细胞经受了营养剥夺试验，一个接一个地从其生长介质中除去了15种氨基酸。大部分的时间，细胞能够相当好地经受住这些变化，减缓它们的生长，但仍然保持健康。但是Tang发现，当胱氨酸被去除之后，细胞肿胀并浮到表面，这是坏死性死亡的一个迹象。

研究人员随后进行了一系列的遗传分析，将负责这一营养成瘾的基因网络拼凑起来。通常，VHL基因可抑制另一个基因——被称为肿瘤坏死因子α（TNF-α）。当VHL缺失时，TNF-α的高水平可致使负载有危险自由基的癌症更快的生长、更具有侵袭性。

胱氨酸负责维持高水平的抗氧化剂——消除氧自由基；所以，当研究人员去除了这种营养物时，癌细胞基本上死于它们自己的“自由基损伤”之手。

研究人员表明，无论在组织培养细胞还是小鼠模型中，该方法都获得了成功。Tang和杜克大学癌症研究所David Hsu实验室的同事们一起，将肾细胞癌肿瘤移植到小鼠中，然后用柳氮磺胺吡啶——一种阻断胱氨酸的药物，来治疗动物。他们发现，治疗可引起细胞坏死，并明显地延迟了肿瘤生长。

近年来，有关“饿死癌细胞”的话题一再被媒体和公众所关注。让我们盘点一下这方面的研究成果。

科学家发现先导化合物“饿死”癌细胞
来自新加坡国立大学的一个科学家团队发现，一种在研的潜在的药物临床前试验药物的铅化合物，可以剥夺癌细胞的能量，阻止肿瘤细胞生长成肿瘤。这种药物的先导化合物被命名为BPTES。 相关研究论文发表在PNAS杂志上。PNAS：科学家发现先导化合物“饿死”癌细胞

夺去丝氨酸饿死癌细胞
英国Beatson癌症研究所的研究人员在一项新研究中证实，夺去癌细胞的一种关键氨基酸可显著削弱它们的生长和增殖能力。这一研究发现在线发表在2012年12月16日的《自然》（Nature）杂志上。Nature新论文：让癌细胞饿死

夺去癌细胞最喜欢的食物
来自西北大学医学院的研究人员发现了一种新的纳米颗粒，它能够像双重秘密间谍那样发挥作用。其看起很像癌性淋巴瘤细胞喜欢的一种首选食物——天然HDL。然而一旦这种颗粒进入细胞，它实际上会堵塞细胞，阻止胆固醇进入。丧失这种必需的营养物质，细胞会最终死亡。PNAS：巧用妙计，让癌细胞饿死

解析葡萄糖转运蛋白 饿死癌细胞
清华大学医学院的颜宁教授研究组，在世界上首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构，初步揭示了它的工作机制以及相关疾病的致病机理，在人类攻克癌症、糖尿病等重大疾病的探索道路上迈出了极为重要的一步。未来，人类有望“饿死”癌细胞。清华研究葡萄糖转运获突破：有望饿死癌细胞

阻断糖酵解 饿死癌细胞
在发表于《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志的一项新研究中，西班牙国立癌症研究中心(CNIO)的研究人员现在证实了，阻断糖酵解尤其能够破坏癌细胞的细胞分裂，特异性作用于这一基于能量的特性结合紫杉醇一类的化疗药物可以有效地治疗癌症。Nature子刊：饿死癌细胞的治疗策略

阻止癌细胞使用替代营养源
2015年十月十五日在Molecular Cell杂志上发表的一项新研究，为肺癌治疗开辟了一条新途径。 研究显示，阻止肺癌细胞使用替代营养源，可以中止癌细胞的生长。Cell子刊：饿死癌细胞的新途径

近日，又有一项研究发出了不同的声音，让“饿死”癌细胞的研究变得更加扑朔迷离，相关研究参见：Cell颠覆百年癌症代谢观点。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Cystine deprivation triggers programmed necrosis in VHL-deficient renal cell carcinomas
Abstract: Oncogenic transformation may reprogram tumor metabolism and render cancer cells addicted to extracellular nutrients. Deprivation of these nutrients may therefore represent a therapeutic opportunity, but predicting which nutrients cancer cells become addicted to remains difficult. Here, we performed a nutrigenetic screen to determine the phenotypes of isogenic pairs of clear-cell renal cancer cells (ccRCC), with or without VHL, upon the deprivation of individual amino acids. We found that cystine deprivation triggered rapid programmed necrosis in VHL-deficient cell lines and primary ccRCC tumor cells, but not in VHL-restored counterparts. Blocking cystine uptake significantly delayed xenograft growth of ccRCC. Importantly, cystine deprivation triggered similar metabolic changes regardless of VHL status, suggesting that metabolic responses alone are not sufficient to explain the observed distinct fates of VHL-deficient and restored cells. Instead, we found that increased levels of TNFα (TNF) associated with VHL loss forced VHL-deficient cells to rely on intact RIPK1 to inhibit apoptosis. However, the pre-existing elevation in TNFα expression rendered VHL-deficient cells susceptible to necrosis triggered by cystine deprivation. We further determined that reciprocal amplification of the Src-p38 (MAPK14)-Noxa (PMAIP1) signaling and TNFα-RIP1/3 (RALBP1/RIPK3)-MLKL necrosis pathways potentiated cystine deprived-necrosis. Together, our findings reveal that cystine deprivation in VHL-deficient RCCs presents an attractive therapeutic opportunity that may bypass the apoptosis-evading mechanisms characteristic of drug-resistant tumor cells.