当全球华人欢庆新春的时候，
“前线”的科学家们又给我们带来了好消息。
数十年来，科学家们一直致力于研究以切断肿瘤细胞营养供应来达到抑制癌症的方法。此类的尝试常常失败，因为癌细胞非常“狡猾”，它们有很多备用的营养供应方式来维持生长。
现在，美国华盛顿大学医学院的科学家们利用癌细胞新陈代谢的一个共同弱点，强迫癌细胞曝露出自己的备用营养供应途径。确定了这个备用途径后，研究人员们还确认了能够抑制这些途径的药物。他们现在计划在癌症患者身上进行小规模临床试验，以评估这种治疗方法。这项研究发表在1月24日的《Cell Reports》上（点击左下角阅读原文）。
通过对植入人类癌细胞的小鼠进行研究，研究人员发现，一种双重打击方法（对癌细胞的共同弱点和一种备用供养途径进行攻击）具有治疗很多癌症的潜力。
尽管这种共同弱点出现在很多癌症中，但是在肉瘤（脂肪、肌肉、骨骼、软骨和结缔组织的罕见癌症）中尤其常见。目前治疗肉瘤的方法主要包括传统手术、放疗、化疗，但是这些疗法通常没有效果。
论文作者医学助理教授Brian A. Van Tine博士说：“我们发现，90%的肉瘤中存在这种代谢缺陷，健康的细胞则没有这个弱点。我们一直尝试开发利用这种代谢缺陷的疗法，因为这种疗法只针对癌细胞。从根本上说，这种缺陷使得我们能够饿死癌细胞。”
为了生长和增殖，癌细胞必须拥有基本的构造材料。研究人员的方法依赖于这样一个事实，大部分的肉瘤细胞失去了制造精氨酸的能力。如果没有这种能力，癌细胞必须从周围环境中获取精氨酸。因为血液中的精氨酸供应充足，所以癌细胞不用担心“饿死”。但是如果移除环境中的精氨酸，那么癌细胞就面临大问题了。
与健康的细胞不同，肉瘤细胞（上图）依赖于环境中的精氨酸。移除环境中的精氨酸后，细胞就会启动自我吞噬的过程来维持生存。对其生存通路的二次打击能够杀死癌细胞。上图中精氨酸用绿色标记，蓝色为细胞核。
Van Tine说：“当我们使用药物耗尽了血液中的精氨酸，癌细胞就开始‘恐慌’了，因为它们失去了能量供应。所以癌细胞会进行‘重新连线’’使自己生存下去。在研究中，我们利用这种‘重连’确认了能抑制备用供养途径的药物。”
与大部分的癌症疗法不同，耗尽血液中的精氨酸对健康细胞没有损伤。正常细胞不依赖于外部的精氨酸，因为它们没有癌细胞的代谢缺陷。它们会继续利用自己的精氨酸，所以当血液中没有精氨酸时，正常细胞不会被饿死。Van Tine说，这种方法基于肿瘤的特性，它只关闭肿瘤的代谢，而不影响其他细胞。
如果无法获得外界的精氨酸，肿瘤细胞的能量供应途径会被强制“向内”。癌细胞必须开始代谢它们自己内部的精氨酸，这个过程被称为细胞自噬。对于肉瘤来说，这种状态会减缓或停止癌细胞的生长，但并不会杀死它们。在此期间，癌细胞会争取时间为自己寻找其他的解决方案。
Van Tine说：“当主要能源供应被切断时，癌细胞不会死亡。它们会利用其他的替代途径。在这篇论文中，我们确认了这些替代途径。之后我们阐述了用药物杀死癌细胞的方法。研究表明，在这种情况下肿瘤会萎缩。这是首次发现只使用代谢类药物使肿瘤萎缩的方法。”
耗尽精氨酸的药物正处在临床试验阶段，以验证它对肝脏、肺、胰腺、乳腺等癌症的有效性。但是目前为止，这种药物还没有效果，可能是因为它激活了癌细胞继续生长的替代供养路径。研究人员称，这种药物仍然可以和其他针对替代供养路径的药物联合使用，用作为治疗癌症的代谢疗法。
Van Tine和研究的第一作者Jeff C. Kremer（Van Tine实验室的一位博士生）解释说，如果剥夺了带有这种代谢缺陷的癌细胞的精氨酸，它们就会从一种状态（利用葡萄糖）转移到另一种状态（利用谷氨酰胺）。他们发现，向移除精氨酸的药物中添加谷氨酰胺抑制剂能够致癌细胞于死地。移除精氨酸还会使癌细胞利用另一种备用能源--丝氨酸，所以加入丝氨酸抑制剂也能杀死癌细胞。
这种方法不仅能被用于肉瘤，因为很多其他肿瘤也存在这种代谢缺陷，包括一些种类的乳腺癌、结肠癌、肺癌、脑癌和骨癌。这项研究的数据表明，该方法对于这些癌症细胞系也表现出了抗肿瘤反应。Van Tine还指出，研究中使用的部分药物都已经获得FDA批准，另一些药物仍然在进行临床研究。
基于这项研究，Van Tine和他在Siteman癌症中心以及华盛顿大学医学院的同事正在计划在肉瘤患者身上进行移除精氨酸药物的临床试验。
Van Tine说：“我们将首先测试针对带有这种缺陷的肉瘤细胞的精氨酸移除药物，之后再基于这种疗法测试额外的药物。与乳腺癌不同，肉瘤目前并没有靶向疗法。如果这种方法有效，我们相信，它能够改变90%的肉瘤治疗。”
来源：中国生物技术网
