餓死腫瘤作法不實際!新研究:腫瘤的代謝比想像中更加緩慢

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所有組織都必須仰賴能量才能正常運作,腫瘤同樣也必須付出相應能量才能生長增殖,或許是因為這點,過去普遍認為癌症發展會消耗大量能量,這種觀念也促使一些圍繞著「餓死腫瘤」策略的治療方案出現,然而實際上腫瘤產生消耗能量的狀況並未獲得充分探索。

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在《Nature》新研究中,普林斯頓大學(Princeton University)研究團隊首次證明事實可能與一般認知的恰恰相反:腫瘤將營養素轉為能量的過程明顯更加緩慢,而這種慢步調的做法可能正好幫助腫瘤省下能量,來完成生長轉移等更主要的任務。

實體腫瘤在產生能量上更加緩慢

為維持正常運作,組織通常會透過三羧酸循環(tricarboxylic acid cycle, TCA cycle)或糖解作用(glycolysis)來獲取「能量貨幣」三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)。目前已知哺乳動物的組織和器官主要是透過 TCA 循環來獲取 ATP,腫瘤中這些途徑的使用情況則仍不清楚。

為了量化腫瘤產生使用能量的實際情形,研究團隊透過同位素示踪(Isotope tracing)技術追蹤了腫瘤組織在哺乳動物身上的代謝情況,結果顯示,五種不同類型原發性實體瘤模型的 TCA 通量與 ATP 生成周期都更加緩慢,糖解通量雖略為增加,但仍不足以補上低 TCA 通量減少的 ATP。另一方面,轉移性癌症則產生使用更多的能量,比例幾乎與健康組織相當。

腫瘤會擺脫組織特異性功能來專注生長增殖

也就是說與健康器官相比,至少實體腫瘤在產生能量上更加緩慢。研究人員也發現,這些腫瘤之所以能在更少的能量「預算」下成功增殖,部分作法是擺脫得消耗大量能量的組織特異性功能(tissue-specific functions),停止為所有正常組織維持健康運作必須的任務消耗,省下能量來完成生長轉移的目標。

這是第一次腫瘤在體內產生使用能量的過程被量化,儘管結果有些令人感到驚訝,研究人員認為考量到腫瘤缺乏往其他身體部位發展的適當脈管系統,為能量消耗做出取捨的情況似乎也就更為合理。更重要的是從研究結果來看,過去那些「餓死腫瘤」的策略可能並不是太好的治療選擇。

延伸閱讀:不只根除腫瘤還要預防復發!科學家開發新細胞療法對抗難纏癌症

參考資料:
1. Nature, 2023,https://doi.org/10.1038/s41586-022-05661-6
2. https://www.princeton.edu/news/2023/02/06/princeton-cancer-researchers-find-tumors-metabolism-slower-suspected

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