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憑借其瘋狂的增殖能力，癌細(xì)胞大肆搶占著健康細(xì)胞的生存空間。因此，普遍觀點(diǎn)認(rèn)為癌細(xì)胞代謝能力肯定也強(qiáng)于健康細(xì)胞。

近日，一篇發(fā)表在《自然》期刊上的文章顛覆了我們這一認(rèn)知。

美國普林斯頓大學(xué)的Joshua D. Rabinowitz和他的同事們，通過在小鼠模型中精準(zhǔn)測量兩種細(xì)胞能量代謝途徑的速率后發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性實(shí)體腫瘤產(chǎn)生ATP的速度遠(yuǎn)比相應(yīng)健康組織要慢，消耗能量更少[1]。

論文首頁截圖

ATP是細(xì)胞中主要的能量貨幣，可通過糖酵解或三羧酸（TCA）循環(huán)產(chǎn)生。其中，TCA循環(huán)是人體組織中能量的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。在糖酵解過程中，每消耗1摩爾葡萄糖會產(chǎn)生2摩爾ATP；而TCA循環(huán)過程中，每消耗1摩爾葡萄糖可產(chǎn)生14.5摩爾ATP。

可是，腫瘤卻不走尋常路?？赡芘c信號調(diào)控失調(diào)、增殖代謝需求有關(guān)，與健康組織相比，即使是在氧氣充足的情況下，腫瘤也表現(xiàn)出產(chǎn)能較少的糖酵解過程增加，這個現(xiàn)象稱為Warburg effect。這種代謝方式的差異引起了科學(xué)家們的關(guān)注，或許是破解腫瘤增殖優(yōu)勢之謎的關(guān)鍵。

在這項(xiàng)研究中，通過使用同位素示蹤、質(zhì)譜等技術(shù)，Joshua D. Rabinowitz等人測得活體小鼠體內(nèi)不同健康組織或腫瘤中的TCA循環(huán)和糖酵解速率，計(jì)算出每種代謝途徑以及總體ATP生產(chǎn)速率并進(jìn)行對比。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在小鼠體內(nèi)，與相應(yīng)健康組織相比，原發(fā)性實(shí)體腫瘤產(chǎn)生ATP的速率更低。進(jìn)一步研究結(jié)果顯示，這其中的原因，是原位實(shí)體瘤幾乎舍棄了能量高回報(bào)的TCA途徑，產(chǎn)能方式轉(zhuǎn)而以有氧糖酵解為主。

研究者們在結(jié)直腸癌、非小細(xì)胞肺癌、胰腺導(dǎo)管腺癌、三陰性乳腺癌等原發(fā)性實(shí)體瘤小鼠模型中觀察到，與相應(yīng)健康組織相比，原發(fā)性實(shí)體瘤中的TCA循環(huán)均受到抑制。另一方面，與Warburg effect相符，和健康組織相比，腫瘤中的有氧糖酵解增加。

但是從總體來計(jì)算的話，有氧糖酵解的增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法彌補(bǔ)TCA循環(huán)減少所導(dǎo)致的ATP產(chǎn)量下調(diào)，而且在這種情況下，腫瘤中的ATP水平并不低于健康組織。

也就是說，腫瘤細(xì)胞以更少的能量消耗，便可做到瘋狂增殖。

腫瘤中ATP來源以糖酵解為主

當(dāng)然，賺的ATP少了，就得適當(dāng)做些減法，降低生活標(biāo)準(zhǔn)。

為了保證足夠的能量用來增殖、增殖、增殖，腫瘤細(xì)胞做到了能省則省，減少“昂貴的開銷”。與健康組織相比，細(xì)胞內(nèi)ATP消耗較高的途徑，比如胰腺中的酶分泌和脂肪消化、肝臟中的糖異生和糖原代謝、腎臟中的濾過和重吸收等，其中涉及的相關(guān)基因在腫瘤中表達(dá)均顯著下調(diào)。

減少高昂開支 

不過，研究者們利用兩種乳腺癌小鼠模型觀察到，與原發(fā)性乳腺腫瘤不同，在小鼠體內(nèi)發(fā)生肺轉(zhuǎn)移的乳腺癌腫瘤TCA速率就很高，接近于健康肺組織的水平。

不同于原發(fā)性腫瘤，轉(zhuǎn)移性腫瘤隨大流

總而言之，不同于當(dāng)前普遍的觀念，這項(xiàng)研究揭示原位實(shí)體瘤的代謝速度實(shí)際上要慢于健康組織。

這一研究成果為抗腫瘤治療提供了新的見解。比如，想“餓餓”腫瘤的話可要多加考慮了，畢竟相比于健康組織，腫瘤能夠以更少的能量就可以完成生存增殖目的。同時(shí)，可以改變腫瘤的ATP“消費(fèi)觀”，用化療藥物等增加腫瘤的能量需求，從而使腫瘤對其他代謝干預(yù)方法更加敏感[1,2]。

參考文獻(xiàn)：

本文作者丨張艾迪

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