癌症研究代谢驱动肿瘤发展

癌细胞是变色龙。他们完全改变了新陈代谢以不断生长。巴塞尔大学的科学家发现，高水平的氨基酸精氨酸会驱动代谢重编程，从而促进肿瘤生长。这项研究提出了改善肝癌治疗的新途径。

肝脏是一个重要的器官，在体内具有许多重要的功能。它代谢营养、储存能量、调节血糖水平，在解毒、清除有害成分和药物方面发挥着至关重要的作用。肝癌是世界上最致命的癌症之一。导致肝癌的疾病包括肥胖、过量饮酒和丙型肝炎感染。早期诊断和适当的治疗策略对于改善肝癌的治疗至关重要。

癌症作为一种代谢疾病

在过去的十年中，科学家在了解癌症的多个方面取得了很大进展。从历史上看，它长期以来一直被视为细胞增殖紊乱。然而，越来越多的证据表明癌症是一种代谢性疾病。换句话说，当细胞重新连接其新陈代谢以允许不受控制的细胞增殖时，癌症就会出现。细胞如何改变其新陈代谢以及这种变化又如何导致致瘤性?巴塞尔大学 Biozentrum 教授 Michael N. Hall 领导的研究人员通过《Cell》中的新研究发现了肝癌细胞代谢重连的关键驱动因素。

肝癌中精氨酸的积累

健康的肝细胞在转变为癌细胞时会逐渐改变其行为。它们重新编程新陈代谢以尽可能快地生长，例如，它们比正常细胞消耗更多的葡萄糖，并且增强营养物质的吸收。

“我们研究了小鼠和患者的肝肿瘤样本，发现精氨酸水平升高，尽管癌细胞产生较少或不产生这种氨基酸。肿瘤细胞通过增加精氨酸的摄取和抑制精氨酸的消耗来积累高水平的精氨酸，”主要作者 Dirk Mossmann 博士说。“此外，我们发现高水平的精氨酸对于肿瘤的发展是必需的，与氨基酸在蛋白质合成中的作用无关。这就引出了一个问题，精氨酸如何导致致瘤性?”

精氨酸在肿瘤生长中的作用

高浓度的精氨酸与特定因子结合，触发代谢重编程并通过调节代谢基因的表达促进肿瘤生长。结果，肿瘤细胞恢复到未分化的胚胎细胞状态，在这种状态下它们可以无限分裂。有趣的是，肿瘤细胞还以另一种方式受益于增加精氨酸的摄取。“我们的免疫细胞依赖精氨酸才能正常发挥作用”，莫斯曼说。“因此，消耗肿瘤环境中的精氨酸有助于肿瘤细胞逃避免疫系统。”

对肝癌诊断和治疗的意义

这些发现对癌症治疗意味着什么?科学家们建议针对特定的精氨酸结合因子而不是消耗精氨酸。“当用抗癌药物 indisulam 治疗肝脏肿瘤时，我们会诱导该因子的降解，从而防止代谢重编程，”Mossmann 补充道。“通过这一途径，人们可以避免降低整体精氨酸水平带来的不良副作用，例如损害需要精氨酸才能正常工作的免疫细胞。” 此外，精氨酸水平升高等代谢变化可以作为早期检测癌症的生物标志物，这对于成功的癌症治疗和患者生存至关重要。