Nature：发现脑肿瘤致命弱点，限制这种氨基酸，抑制肿瘤生长和扩散

来源：生物世界 2025-09-05 10:27

这项研究提供了全面的测量数据，比较了胶质母细胞瘤和邻近大脑组织的代谢活动，揭示了胶质母细胞瘤的肿瘤特异性代谢重组，其依赖丝氨酸的代谢弱点可以通过精准饮食干预进行选择性靶向。

胶质母细胞瘤（Glioblastoma，GBM）是成年人中最常见且最具侵袭性的原发性恶性脑肿瘤，胶质母细胞瘤能够以闪电般的速度侵袭脑组织，其标准治疗包括手术切除、放疗（RT）和替莫唑胺（TMZ）化疗，然而，胶质母细胞瘤总是会复发，大多数患者在确诊后 1-2 年内死亡。

胶质母细胞瘤的不良治疗结局主要是因为治疗抵抗，而广泛的肿瘤异质性限制了治疗效果，但通过确定并靶向抑制促进治疗抵抗的胶质母细胞瘤代谢脆弱性，或许能过解决胶质母细胞瘤治疗瓶颈。

2025 年 9 月 3 日，密歇根大学安娜堡分校的研究人员在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：Rewiring of cortical glucose metabolism fuels human brain cancer growth的研究论文。

该研究发现了致命脑肿瘤 胶质母细胞瘤的一个代谢脆弱性，可用来帮助治疗。胶质母细胞瘤会从周围环境中 窃取 丝氨酸（Serine）来迅猛生长，而不是自行合成，这成为了其代谢上的致命弱点，给予胶质母细胞瘤小鼠喂食缺少丝氨酸的饮食，其肿瘤会因为无法获取丝氨酸而减缓生长和扩散，从而延长存活时间。

肿瘤会从人体组织中 窃取 糖分和其他资源，用来运行自身的代谢途径，想尽一切办法生长、生长、再生长。为了搞清楚胶质母细胞瘤中的这种策略，研究团队对 8 名接受了切除手术的胶质母细胞瘤患者进行了研究。在手术过程中，医生给这些患者以及小鼠体内输入了碳同位素（13C）标记的葡萄糖。随后，研究团队对肿瘤样本以及周围脑组织样本进行了分析，绘制了肿瘤与大脑皮层中葡萄糖来源的碳的去向图。

通过追踪13C 同位素，研究团队发现，某些胶质母细胞瘤会利用从周围环境中摄取的糖分来合成 DNA 等基本成分，这有助于肿瘤疯狂生长。为了确认他们的发现并更深入地探究，研究团队进一步分析了接受了人类胶质母细胞瘤组织移植的小鼠。他们开发了建模技术来确定肿瘤如何消耗和利用营养物质。

结果显示，在健康脑组织中，葡萄糖被用来进行三羧酸循环（TCA）和代谢为丝氨酸，进而用来合成氨基酸神经递质。而胶质母细胞瘤则省去了自行合成丝氨酸的麻烦，选择了 窃取 丝氨酸，肿瘤对丝氨酸的 窃取 释放了原本用于合成丝氨酸的葡萄糖。因此，就可以将这些葡萄糖用来合成嘌呤核苷酸，进而用来制造 DNA、RNA 和其他有助于癌细胞增殖的分子。

胶质母细胞瘤中的代谢重编程

因此，胶质母细胞瘤对 窃取 丝氨酸的依赖是一个代谢脆弱性，为了验证这一弱点，研究团队给胶质母细胞瘤小鼠喂食丝氨酸限制饮食（不含丝氨酸，也不含能过转化为丝氨酸的甘氨酸）。

结果显示，胶质母细胞瘤的小鼠在这种丝氨酸限制饮食下，会将葡萄糖转回丝氨酸合成，从而提高效果，显著抑制肿瘤生长，延长存活时间。

总的来说，这项研究提供了全面的测量数据，比较了胶质母细胞瘤和邻近大脑组织的代谢活动，揭示了胶质母细胞瘤的肿瘤特异性代谢重组，其依赖丝氨酸的代谢弱点可以通过饮食干预进行选择性靶向。

研究团队表示，这种丝氨酸限制饮食方案前景光明，耐受性也很好，计划在明年招募患者参加丝氨酸限制饮食的临床试验。这种方法虽然无法治愈胶质母细胞瘤，但可以为一些患者争取更多时间。

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