什麼飲食抗癌?Nature:減少絲氨酸攝入可抑制腫瘤細胞的生長

2020-12-15 中國生物技術網

絲氨酸又稱β羥基丙氨酸，與甘氨酸及其他非必需胺基酸一樣，在腫瘤的生長進程中發揮著重要的作用。目前限制絲氨酸利用已成為一種潛在的癌症治療策略，然而，其分子機制仍然不明確，並且，絲氨酸對脂質代謝的影響同樣尚未可知。

2020年8月12日，《Nature》雜誌發表了美國聖地牙哥加利福尼亞大學索爾克生物研究所的題為「Serinerestriction alters sphingolipid diversity to constrain tumour growth」的研究。該研究探討了限制絲氨酸以抑制腫瘤生長的機制，發現該過程與脫氧鞘脂有關。

DOI:10.1038/s41586-020-2609-x

研究人員抑制線粒體丙酮酸載體（MPC）後用[2,3-13C2]丙氨酸追蹤丙氨酸代謝，發現丙氨酸水平降低是抑制MPC、增強錨定非依賴性生長的潛在機制。而降低絲氨酸水平則會抑制錨定非依賴性生長，其效果與補充丙氨酸類似。

丙氨酸影響錨定非依賴性生長

為了探討胺基酸代謝是否通過調節脫氧鞘脂的合成起作用，研究人員利用多球殼菌素靶向調控絲氨酸棕櫚基轉移酶(SPT)功能。結果顯示，SPT可影響脫氧神經鞘脂合成及錨定非依賴性生長。並且，SPT具有酶混雜性。它可以不作用於絲氨酸，而利用丙氨酸為底物產生脫氧鞘脂，制腫瘤細胞生長。

脫氧神經鞘氨醇的合成

研究人員進一步探討了絲氨酸、丙氨酸和鞘脂代謝在體內生理環境中的作用。給HCT116（結腸癌細胞系）異種移植瘤的小鼠餵食對照飼料或者缺乏絲氨酸和甘氨酸的異氮源飼料(SG飼料)後，發現SG飲食小鼠腫瘤較小，其腫瘤大小與小鼠食用SG飼料的時長呈負相關。並且，限制飲食中絲氨酸和甘氨酸的攝入會導致腫瘤中脫氧鞘脂的積累，對腫瘤的生長有不利影響。

接下來，研究人員使用多球殼菌素（Myr）抑制SPT和脫氧鞘脂的合成，發現該處理促進了-SG飲食小鼠中HCT116異種移植物的生長。因此，SPT整合了來自糖酵解（絲氨酸）和線粒體（丙氨酸）的獨特代謝信號，影響鞘脂的多樣性和腫瘤的進展。

SPT和PHGDH抑制影響腫瘤生長

總而言之，脫氧鞘脂可作為應激信號影響細胞膜的組成和細胞生長，而SPT是脂質組中代謝反應的「開關」，可抑制腫瘤的生長。雖然還需要進一步的研究來解釋為什麼這些分子對癌細胞具有毒性，但此研究已提出通過飲食幹涉腫瘤生長的可能性，具有廣闊的應用前景。

參考資料：

[1] Serine restriction alters sphingolipid diversity to constrain tumour growth.

來源：生物探索

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