饥饿癌症：新饮食减缓小鼠致命脑肿瘤的生长

研究人员发现脑癌细胞会重新编程其糖代谢，这是一种弱点……

　　

研究人员发现脑癌细胞会重新编程其糖代谢，小鼠可以利用这一弱点来阻止肿瘤生长并增强治疗效果。

胶质母细胞瘤是恶性脑肿瘤中最具侵袭性的类型，患有这种疾病的患者通常只能存活一到两年。

在这些肿瘤中，普通脑细胞会改变其行为，快速增殖并扩散到附近的组织。与健康脑细胞不同，癌细胞以根本不同的方式处理营养物质。

在最近发表在《自然》杂志上的一项研究中，密歇根大学的科学家，包括来自罗格尔癌症中心、神经外科系和生物医学工程系的专家，研究了胶质母细胞瘤细胞如何代谢葡萄糖。

他们的研究结果表明，这些肿瘤与正常脑组织相比依赖于不同的营养途径，为潜在的治疗策略提供了新的见解。

“我们改变了小鼠模型的饮食，并能够显著减缓和阻止这些肿瘤的生长，”共同资深作者、放射肿瘤学副教授 Daniel Wahl 医学博士说。

“我们的研究可能有助于在不久的将来为患者创造新的治疗机会。”

传统治疗方法包括手术、放疗和化疗。然而，肿瘤最终会复发，并对治疗产生耐药性。

此前，研究人员已经证明，抗药性是由于癌细胞内的代谢重组造成的。

大脑中的癌细胞与健康细胞利用糖的方式不同

新陈代谢是我们的身体分解碳水化合物和蛋白质等分子的过程，以便我们的细胞可以利用它们或构建新的分子。

尽管脑细胞和癌细胞都依赖糖，但研究小组想看看它们是否以不同的方式利用糖。

他们将少量标记糖注射到小鼠体内，更重要的是，还注射到脑瘤患者体内，以追踪其使用情况。

“为了真正了解这些脑癌并改善患者的治疗方法，我们需要努力研究患者自身的肿瘤，而不仅仅是在实验室中，”共同资深作者、密歇根多学科脑瘤诊所联合主任脑瘤神经外科医生 Wajd Al-Holou 医学博士说。

尽管正常组织和肿瘤细胞都使用大量糖，但它们的用途不同。

“这是代谢道路上的一个岔路口，”瓦尔实验室的研究学者安德鲁·斯科特博士说。

“大脑将糖转化为能量和神经递质，用于思考和健康，但肿瘤会将糖重新定向，为更多的癌细胞制造物质。”

研究小组发现，健康组织利用糖来产生能量并制造化学物质，使大脑正常运作。

另一方面，胶质母细胞瘤关闭了这些过程，而是将糖转化为核苷酸等分子（DNA和RNA的组成部分），帮助它们生长并侵入周围组织。

限制氨基酸的饮食可以改善小鼠的治疗效果

研究人员还注意到其他重要差异。

正常的大脑利用糖来制造氨基酸，而氨基酸是蛋白质的组成部分。然而，脑癌似乎关闭了这条通路，反而从血液中清除这些氨基酸。

这一发现促使研究人员思考，降低血液中某些氨基酸的含量是否会影响脑癌，而不会影响正常大脑。

他们测试了喂食氨基酸限制饮食的小鼠是否有更好的治疗效果。

“当我们去除小鼠体内的氨基酸丝氨酸和甘氨酸时，它们对放疗和化疗的反应更好，而且肿瘤比喂食丝氨酸的对照小鼠要小，”论文共同资深作者、生物医学工程教授迪帕克·纳格拉斯 (Deepak Nagrath) 博士说。

根据对小鼠的测量结果，研究小组还建立了数学模型，可以追踪葡萄糖在不同途径中的使用情况，这有助于识别其他药物靶点。

共同资深作者、分子和整合生理学教授 Costas Lyssiotis 博士将代谢途径比作道路，将药物比作路障。

在交通繁忙的高速公路上设置路障，比阻塞限速较低且车辆较少的乡村道路效果更佳。

同样，在正常的大脑中，从血液中吸收氨基酸丝氨酸就像一条缓慢的乡间小路。

但脑癌就像一条繁忙的高速公路，为研究人员提供了选择性地针对癌症的机会。

该团队即将开展临床试验，以测试限制血液丝氨酸水平的特殊饮食是否也能帮助胶质母细胞瘤患者。

瓦尔说：“这是全校多学科共同努力的结果。”

“这是一项任何研究人员都无法单独完成的研究，我很高兴能成为团队的一员，共同努力取得重要发现，从而改善我们患者的治疗。”