膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是最常見的成人腦瘤類型，同時(shí)其侵襲性極強(qiáng)，患者的中位生存期僅為16個(gè)月左右。然而，目前科學(xué)界仍然沒有治愈這種腫瘤的方法。
在追尋攻克膠質(zhì)母細(xì)胞瘤方法的過程中，哥倫比亞大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤似乎對(duì)鐵死亡（Ferroptosis）非常敏感，鐵死亡是一種鐵依賴的細(xì)胞程序性死亡，在鐵離子和酯氧合酶的作用下，細(xì)胞膜上的不飽和脂肪酸會(huì)發(fā)生脂質(zhì)過氧化，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
▲相關(guān)論文已經(jīng)發(fā)表于《自然–通訊》
【資料圖】
如同其他的程序性細(xì)胞死亡，為了保證細(xì)胞正常功能，鐵死亡也受到了嚴(yán)格控制。GPX4酶就負(fù)責(zé)著清除膜脂過氧化物，防止細(xì)胞功能紊亂。在鐵死亡過程中，GPX4通常會(huì)伴隨失活。
當(dāng)然，GPX4酶還需要谷胱甘肽作為輔助因子才能完成工作。這給了研究者一種新的思路，谷胱甘肽可以依賴特定的生化過程從半胱氨酸生成，除此之外，甲硫氨酸也可以作為補(bǔ)充途徑轉(zhuǎn)化為半胱氨酸再生成谷胱甘肽。
因此，這兩種氨基酸也成為把控鐵死亡的關(guān)鍵分子，而它們通常需要通過食物攝取，這就讓研究者可以很好地把控個(gè)體的攝入量。在小鼠和人類神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，如果特異性地從培養(yǎng)基中去除兩種氨基酸（CMD條件/飲食），那么腫瘤細(xì)胞鐵死亡水平會(huì)迅速上升，同時(shí)其還能與GPX4抑制劑發(fā)揮協(xié)同作用，進(jìn)一步增加膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)鐵死亡的敏感性。
▲減少半胱氨酸和甲硫氨酸，可以增加神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的鐵死亡過程（圖片來(lái)源：參考資料[1]）
然而人類星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)GPX4抑制劑和CMD條件引起的細(xì)胞死亡并不敏感，這也暗示這種鐵死亡機(jī)制可能是腫瘤特異性的。
根據(jù)分析，處于CMD條件下的膠質(zhì)瘤細(xì)胞代謝發(fā)生變化，48小時(shí)后谷胱甘肽水平顯著減少，而細(xì)胞的基礎(chǔ)呼吸反應(yīng)和線粒體代謝也會(huì)減弱。
除此之外，作者還構(gòu)建了一批小鼠模型實(shí)驗(yàn)，他們嘗試給小鼠注射了一些神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞，一周后，小鼠根據(jù)常規(guī)飲食和CMD飲食進(jìn)行了分組。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察期內(nèi)，小鼠都可以耐受CMD飲食，只是體重要略低于健康小鼠。
▲CMD飲食可以增加腫瘤小鼠的生存率（圖片來(lái)源：參考資料[1]）
而在生存率方面，CMD飲食小鼠要顯著高于正常飲食組，這種飲食模式還能夠與GPX4酶抑制劑聯(lián)合使用，能夠進(jìn)一步引發(fā)小鼠腫瘤的鐵死亡過程，使存活率得到進(jìn)一步提升。
研究者認(rèn)為，通過消除飲食中的特定成分可以成為癌癥患者的食療選擇，這樣患者仍然能獲得其他日常所需的營(yíng)養(yǎng)和能量需求。研究團(tuán)隊(duì)正在計(jì)劃開展一項(xiàng)涉及膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的臨床試驗(yàn)，方法就是在腫瘤切除手術(shù)之前，讓患者開始執(zhí)行CMD飲食。
除了膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，還有一些研究也曾提示CMD對(duì)肺癌、胰腺癌模型同樣有效，或許能成為一種更普適的抗癌輔助方法。
參考資料：
[1] Pavan S. Upadhyayula et al, Dietary restriction of cysteine and methionine sensitizes gliomas to ferroptosis and induces alterations in energetic metabolism, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-36630-w
[2] Researchers leverage cell self-destruction to treat brain tumors. Retrieved April 18, 2023 from https://medicalxpress.com/news/2023-04-leverage-cell-self-destruction-brain-tumors.html
來(lái)自：學(xué)術(shù)經(jīng)緯
