摘要：胶质母细胞瘤是最具侵袭性的恶性脑瘤类型，患者确诊后通常仅能存活一至两年。这类肿瘤会使正常脑细胞行为异常，快速增殖并侵入邻近组织。与健康脑细胞不同，癌细胞的营养物质处理方式存在根本性差异。

科学家揭示致命脑瘤如何劫持人体能量源，发现调整饮食或有助抑制肿瘤生长。

科学家发现，脑癌细胞会重编程其糖代谢机制——这一脆弱性可被利用来抑制小鼠肿瘤生长并提升治疗效果。

胶质母细胞瘤是最具侵袭性的恶性脑瘤类型，患者确诊后通常仅能存活一至两年。这类肿瘤会使正常脑细胞行为异常，快速增殖并侵入邻近组织。与健康脑细胞不同，癌细胞的营养物质处理方式存在根本性差异。

密歇根大学罗杰尔癌症中心、神经外科和生物医学工程系的科学家在《自然》杂志发表最新研究，揭示了胶质母细胞瘤细胞代谢葡萄糖的机制。研究发现，相较于正常脑组织，这些肿瘤依赖独特的营养代谢途径，这为潜在治疗策略提供了新思路。

“我们通过改变小鼠模型的饮食，显著延缓并阻断了肿瘤生长，”共同通讯作者、放射肿瘤学副教授丹尼尔·瓦尔（Daniel Wahl）博士表示：“这项研究有望在不久的将来为患者创造新的治疗机会。”

常规治疗包括手术、放疗和化疗，但肿瘤最终会复发并产生治疗抗性。此前研究已证实，这种抗性源于癌细胞内部的代谢重编程。

代谢是人体分解碳水化合物和蛋白质等分子以供细胞使用或构建新分子的过程。虽然脑细胞和癌细胞都依赖糖分，但研究团队发现二者利用糖分的方式截然不同。他们通过向小鼠和脑瘤患者注射标记糖分子追踪其代谢路径。

“要真正理解这些脑癌并改善患者治疗，我们必须深入研究患者体内的肿瘤，而不仅仅是实验室研究，”共同通讯作者、脑瘤神经外科医生瓦吉德·阿尔-霍卢（Wajd Al-Holou）博士强调。

研究显示，虽然正常组织和肿瘤细胞都大量消耗糖分，但用途迥异：脑细胞将糖分转化为维持大脑正常功能的化学物质（绿色），而胶质母细胞瘤则将糖分转化为帮助其侵袭周围组织的分子（红色）。

“这是代谢的岔路口，”瓦尔实验室的研究学者安德鲁·斯科特（Andrew Scott）博士解释：“大脑将糖分用于能量生产和神经递质合成以维持思维健康，而肿瘤则将糖分重定向用于制造更多癌细胞材料。”

团队发现，健康组织利用糖分产生能量并合成大脑功能所需的化学物质；相反，胶质母细胞瘤关闭这些过程，将糖分转化为核苷酸等分子（DNA和RNA的构建模块）以助其生长和侵袭。

研究人员还注意到另一个关键差异：正常大脑利用糖分制造氨基酸（蛋白质构建模块），而脑癌似乎关闭该途径，转而从血液中掠夺这些氨基酸。这一发现促使研究者思考：降低血液中特定氨基酸水平是否能在不影响正常大脑的前提下抑制脑癌？

通过给小鼠喂食氨基酸限制饮食，研究人员发现：“当消除小鼠体内的丝氨酸和甘氨酸后，它们对放疗和化疗的反应更好，肿瘤比喂食丝氨酸的对照组小鼠更小，”共同通讯作者、生物医学工程系教授迪帕克·纳格拉斯（Deepak Nagrath）博士表示。

基于小鼠实验数据，团队还建立了可追踪葡萄糖不同代谢路径的数学模型，这有助于识别其他药物靶点。共同通讯作者、分子与综合生理学教授科斯塔斯·利西奥蒂斯（Costas Lyssiotis）博士将代谢途径比作道路，药物比作路障：“在车流量大的高速公路上设置路障，比在限速低、车辆少的乡间道路上设障效果更显著。”

研究团队正积极推进临床试验，旨在验证限制血液丝氨酸水平的特殊饮食是否也能帮助胶质母细胞瘤患者。“这是跨学科合作的成果，”瓦尔博士表示：“没有哪位研究者能独立完成这样的研究，我很感激能成为团队一员，共同推动改善患者治疗的重要发现。”

参考文献：《皮层葡萄糖代谢重编程驱动人脑癌生长》，作者 Andrew J. Scott、Anjali Mittal、Baharan Meghdadi、Alexandra O’Brien、Justine Bailleul、Palavalasa Sravya、Abhinav Achreja、Weihua Zhou、Jie Xu、Angelica Lin、Kari Wilder-Romans、Ningning Liang、Ayesha U. Kothari、Navyateja Korimerla、Donna M. Edwards、Zhe Wu、Jiane Feng、Sophia Su、Li Zhang、Peter Sajjakulnukit、Anthony C. Andren、Junyoung O. Park、Johanna ten Hoeve、Vijay Tarnal、Kimberly A. Redic、Nathan R. Qi、Joshua L. Fischer、Ethan Yang、Michael S. Regan、Sylwia A. Stopka、Gerard Baquer、Krithika Suresh、Jann N. Sarkaria、Theodore S. Lawrence、Sriram Venneti、Nathalie Y. R. Agar、Erina Vlashi、Costas A. Lyssiotis、 Wajd N. Al-Holou、Deepak Nagrath 和 Daniel R. Wahl，2025年9月3日发表于《自然》。DOI：10.1038/s41586-025-09460-7

来源：康嘉年華一点号