癌細(xì)胞主要通過(guò)消耗葡萄糖維持自己的瘋狂增殖。科學(xué)家們一直以為，癌細(xì)胞的組成材料大多來(lái)自于葡萄糖。MIT的研究人員最近發(fā)現(xiàn)，雖然癌細(xì)胞消耗的氨基酸比較少，但它們才是癌細(xì)胞的最大材料源。這項(xiàng)研究發(fā)表在三月七日的Developmental Cell雜志上。

我們都知道癌細(xì)胞的產(chǎn)能方式與正常細(xì)胞不同。人類(lèi)細(xì)胞通過(guò)一系列需氧的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)分解葡萄糖。而腫瘤細(xì)胞會(huì)切換為不需氧的發(fā)酵過(guò)程，這種代謝策略效率較低，生成的能量也比較少。一些研究者認(rèn)為，癌細(xì)胞利用這種低效代謝策略為新細(xì)胞生產(chǎn)基礎(chǔ)材料。

研究人員在體外培養(yǎng)了幾種不同類(lèi)型的癌細(xì)胞和正常細(xì)胞，為它們提供標(biāo)記了碳和氮的不同營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并跟蹤這些分子最終的命運(yùn)。研究人員還在細(xì)胞分裂前后測(cè)定了細(xì)胞質(zhì)量，以計(jì)算每種營(yíng)養(yǎng)成分在新生細(xì)胞團(tuán)中所占的比例。

研究證實(shí)，大多數(shù)葡萄糖被細(xì)胞分解后生成乳酸，成為對(duì)細(xì)胞無(wú)用的廢物。盡管細(xì)胞消耗葡萄糖和谷氨酰胺的速度很快，但這兩種分子對(duì)新細(xì)胞的質(zhì)量貢獻(xiàn)很少，葡萄糖貢獻(xiàn)了10-15%的碳，谷氨酰胺貢獻(xiàn)了大約10%的碳。谷氨酰胺以外的其它氨基酸對(duì)細(xì)胞團(tuán)貢獻(xiàn)最大，這種來(lái)源的碳原子占總質(zhì)量的20-40%。這項(xiàng)研究為人們提供了研究癌細(xì)胞代謝的新途徑，有助于開(kāi)發(fā)新藥阻斷癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂能力。

磷酸果糖激酶1（PFK1）是糖酵解的“看門(mén)人”，負(fù)責(zé)催化糖酵解通路的關(guān)鍵步驟，使6-磷酸果轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>1,6-二磷酸果糖。代謝產(chǎn)物和激素信號(hào)能通過(guò)激活和抑制PFK1，對(duì)糖酵解進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿(mǎn)足細(xì)胞的能量需求。加州大學(xué)和哥倫比亞大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)首次獲得了哺乳動(dòng)物PFK1四聚體（人血小板型磷酸果糖激酶PFKP）的高分辨率結(jié)構(gòu)。研究指出，靶標(biāo)PFK1活性進(jìn)行治療，有望控制在疾病中失調(diào)的糖酵解。

腫瘤生長(zhǎng)需要癌相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAF）為其提供關(guān)鍵的代謝物。這些細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷代謝重編程以支持糖酵解。然而，人們對(duì)這一改變的分子機(jī)制還知之甚少。上海交通大學(xué)和美國(guó)肯塔基大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，IDH3α下調(diào)是CAF的關(guān)鍵代謝重編程開(kāi)關(guān)，能夠使其從氧化磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒跆墙徒?。這一成果發(fā)表在Cell Reports雜志上，文章的通訊作者是上海交大醫(yī)學(xué)院的糜軍和肯塔基大學(xué)的周斌華。

有許多壓力因素會(huì)使細(xì)胞停止增殖，進(jìn)入不活動(dòng)的衰老狀態(tài)，這種衰老機(jī)制可以防止細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤細(xì)胞。日本京都大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，正常細(xì)胞受損后，會(huì)在停工過(guò)程中關(guān)閉糖酵解。研究顯示如果這一過(guò)程出現(xiàn)缺陷，就會(huì)導(dǎo)致腫瘤的早期發(fā)展。