腫瘤的阿基里斯腱:天門冬胺酸?!

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當腫瘤存在於營養物缺乏和缺氧的環境中,為了生存會加速它們的血液供應,進而重新連接其代謝途徑並且適應腫瘤營養環境。腫瘤會活化葡萄糖攝取和醣解作用的訊息傳遞路徑,同時抑制電子傳遞鏈(electron transport chain, ETC)活性。在這過程中,這些含氧反應會產生能量,並提供關鍵的構建模塊,如脂肪酸、胺基酸、膽固醇和核苷酸。然而,在缺氧環境的腫瘤中,哪些代謝物質影響了癌細胞增殖,仍然知之甚少。

近日,洛克菲勒大學(The Rockefeller University)研究團隊發現,一些腫瘤細胞在缺氧環境中,努力製造足夠的天門冬胺酸(aspartate),以維持腫瘤生長,該研究刊登於《Nature Cell Biology》。

過去許多研究也顯示,天門冬胺酸參與許多細胞作用,更扮演關鍵角色。該研究團隊 Javier Garcia-Bermudez 博士後研究員觀察 28 種腫瘤(分別來自於血癌、胃癌、乳癌、大腸癌、肺癌)於缺氧環境的生長及代謝情形,然後他發現,生長遲緩的癌細胞在缺氧條件下失去了天門冬胺酸,但生長正常的癌細胞卻能夠從腫瘤微環境中獲得天門冬胺酸。

有趣的是,該研究團隊進一步發現,許多於低氧正常生長的癌細胞活化了 SLC1A3 基因表現,進而從腫瘤周圍環境吸收天門冬胺酸。然後,他們進一步活化於低氧生長緩慢的癌細胞 SLC1A3 基因表現,進而促使腫瘤生長的更快。接著,他們也將腫瘤移植到小鼠體內時,也顯示相同的結果。因此該研究結果支持了天門冬胺酸為腫瘤於缺氧環境時的生長限制因子的觀點。

該研究團隊指出,天門冬胺酸可比喻為腫瘤的阿基里斯腱(致命傷),使得人類未來有機會研發標靶藥物來攻擊腫瘤。Kivanç Birsoy 助理教授推論,目前在阻止癌細胞產生胺基酸或從周圍環境中攝取氨基酸的方法中,可能有幾種方法能阻止癌細胞獲得天門冬胺酸。接著,他也提出雙重藥物組合抗癌構想,其一為提供腫瘤足夠的氧氣,其二為天門冬胺酸阻斷劑。

然而,上述推論還有藥物組合的構想,仍有很長的路要走,需要有更多的研究和臨床試驗證實。

延伸閱讀:解開實體腫瘤微環境的奧秘

參考資料:
1. Nature Cell Biology, 2018; DOI: 10.1038/s41556-018-0118-z
2. https://www.rockefeller.edu/news/23037-new-tactic-starving-tumors/

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