5-氟尿嘧啶(5-FU)干预下结直肠癌细胞代谢重编程的GC-MS/MS动态解析

为解决结直肠癌(CRC)细胞在5-氟尿嘧啶(5-FU)干预下的代谢重塑机制问题，研究人员通过气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)技术，系统分析了HT29细胞及培养基中代谢物的浓度-时间依赖性变化。研究发现5-FU诱导的细胞周期阻滞伴随支链氨基酸(Val/Leu/Ile)和糖酵解产物(丙酮酸/乳酸)的阶段性波动，同时脂肪酸代谢持续增强，提示能量供应可能从三羧酸循环(TCA)转向脂肪酸氧化。该研究为CRC化疗耐药机制提供了新见解。

　　

在结直肠癌(CRC)特有的代谢重编程(metabolic reprogramming)背景下，这项研究揭示了抗癌药物5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil, 5-FU)引发的动态代谢景观。通过气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)技术对HT29细胞及其培养基进行系统监测，发现早期(24小时)中高浓度(3-100 μM)和中期(48小时)低浓度(1-10 μM)5-FU处理时，缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)等支链氨基酸与丙酮酸(pyruvic acid)、乳酸(lactic acid)显著积累。

有趣的是，当暴露于高浓度5-FU(30-100 μM)48小时后，这些代谢物水平伴随细胞活力下降50%、活性氧(ROS)飙升、G₁期阻滞及凋亡启动而锐减。与此形成鲜明对比的是，脂肪酸含量呈现剂量依赖性持续增长。培养基营养分析则显示癌细胞对必需氨基酸和谷氨酰胺(glutamine)的摄取能力显著受损。

这些发现暗示了耐人寻味的代谢转换现象：面临5-FU诱导的生存压力时，CRC细胞可能逐步将能量生产线从经典的三羧酸循环(TCA cycle)迁移至脂肪酸β-氧化途径。该研究不仅描绘了化疗药物作用下癌细胞的代谢"逃生路线图"，更为靶向肿瘤代谢的联合治疗策略提供了理论依据。