餓死癌細胞的關鍵在於代謝差異

餓死癌細胞的關鍵在於與正常細胞的代謝差異

最後更新日期:2021 年 05 月 29 日

研究證實,癌細胞是愛吃糖的細胞,但可不是要我們靠著不吃不喝來餓死癌細胞,這是對自己最不好的方式。罹患癌症,更需要的是攝取充足的營養來提升免疫力,增強對疾病的抵抗力。

由於網路上散播著許多對於攝取醣類不利於對抗癌症的不實說法,本篇手札希望藉由探討癌細胞獲取營養物質的真正管道來加以澄清,避免更多人受到負面影響。

一分鐘認識麩醯胺酸(Glutamine)


麩醯胺酸(Glutamine)是人體內含量最豐富的胺基酸,胺基酸是組成蛋白質的小分子,而蛋白質則是生物體行使新陳代謝以維持生命最重要的物質。

在癌症生物學領域中,已有科學家透過實驗證實,麩醯胺酸在癌細胞吸收營養與獲取能量的過程中,扮演相當重要的角色。

科學家認為,透過基因技術來阻斷癌細胞獲取麩醯胺酸的管道,則有可能抑制其生長與擴散,也許能達到真正意義上的餓死癌細胞,這一發現將有助於開發新的抗癌療法。

癌細胞與正常細胞的代謝差異


正常細胞不以麩醯胺酸作為生長原料,但癌細胞會。這與兩者在葡萄糖代謝途徑上的差異有關,使得癌細胞生長速度會遠高於正常細胞。以下分成兩點探討:

第一,正常細胞主要藉由有氧呼吸來代謝葡萄糖,但是癌細胞則更傾向於利用麩醯胺酸的分解作用來獲取生長所需的能量。

第二,如前所述,我們體內的麩醯胺酸含量非常豐富,所以癌細胞會藉由提高麩醯胺酸的分解作用來代謝細胞內的麩醯胺酸,取得癌細胞生長的另一項能量來源。

抑制麩醯胺酸分解作用是新抗癌療法關鍵


正常細胞與癌細胞利用不同的代謝途徑獲取生長能量
(圖)正常細胞與癌細胞利用不同的代謝途徑獲取生長能量

麩醯胺酸的分解作用,是透過一種關鍵的酵素蛋白來進行的,我們稱之為麩醯胺酸酶(Glutaminase),多一個「酶」字,可知是一種酵素。

「麩醯胺酸酶」會催化「麩醯胺酸」轉變成「麩胺酸」,然後再轉化為可進入癌細胞粒線體中的「α酮戊二酸(α-ketoglutarate)」的分子,最後也混入到TCA循環反應之中,這個反應是細胞進行有氧呼吸,產生大量能量前的必經過程。

綜上所述,只要能夠抑制麩醯胺酸的分解作用,就能夠阻斷癌細胞透過麩醯胺酸來獲得能量的管道,而正常細胞也不會受到影響。

這類新抗癌療法的好處是:不太會產生抗藥性。因為阻斷癌細胞外的麩醯胺酸分解機制,與癌細胞本身並沒有關係。即使癌細胞能以許多方式,來逃避免疫系統的攻擊或是藥物的作用,但卻難以逃避營養來源受到阻斷,使得此類抗癌的機制,並不太可能會促使癌細胞抗藥性的產生。

阻斷癌細胞營養來源的新型療法


就醫學研發的技術層面來說,並不如同上述理論來得簡單。

一開始,研究人員先想到的是在癌細胞的基因上動點手腳,使其不能進行麩醯胺酸的運輸。但是,癌細胞在發現此一管道不能使用後,就會傳遞一種特殊的訊號來打開另一條獲取麩醯胺酸的管道。

接下來,研究人員就利用基因干擾技術,來關閉癌細胞發布此一特殊訊號,使得另一條獲取麩醯胺酸的管道也無從作用,而後便發現癌細胞的生長狀況,足足降低了九成之多。

以當今技術而言,已經能夠藉由控制癌細胞的基因組,來解決此一新型療法較難處理的問題,且癌細胞的麩醯胺酸運輸管道也已經被鑑別出來,下一步就是有待科學家針對這些運輸管道開發新型的藥物,並且投入長期的臨床試驗來驗證藥物的有效性與安全性,以達到真正意義上餓死癌細胞的目的。

本篇文章僅為醫學研究探討,不可作為醫療指導,如需引用請註明來源出處(Yang-Notes.com)。

參考資料:
[1] Bröer, Angelika, Farid Rahimi, and Stefan Bröer. “Deletion of amino acid transporter ASCT2 (SLC1A5) reveals an essential role for transporters SNAT1 (SLC38A1) and SNAT2 (SLC38A2) to sustain glutaminolysis in cancer cells.” Journal of biological chemistry 291.25 (2016): 13194.
[2] Erickson, Jon W., and Richard A. Cerione. “Glutaminase: a hot spot for regulation of cancer cell metabolism?.” Oncotarget 1.8 (2010): 734.

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