低糖如何保護癌細胞？

這項研究來自美國紐約大學朗格尼健康中心及其珀爾馬特癌症中心，11月26日剛剛發表在《自然-代謝》雜誌上。研究者通過實驗發現，在低糖狀態下，癌細胞能夠避開某些化療藥物的攻擊。

我們知道，許多化療藥物是通過干擾癌細胞的“核苷酸合成”來殺死癌細胞的，核苷酸是構成DNA和RNA的基礎單位，對於癌細胞的分裂至關重要。而癌細胞必須不斷製造和消耗這些核苷酸，才能維持快速的增殖。俗話說，巧婦難爲無米之炊，癌細胞也不例外。

其中嘧啶核苷酸（如尿嘧啶）是合成DNA和RNA的重要材料。研究中使用的三種化療藥物——拉替曲塞（raltitrexed）、PALA和佈雷奎納（brequinar），正是通過抑制嘧啶合成來阻止癌細胞的增殖和生長。

但研究人員發現，在低糖環境中，癌細胞似乎能夠繞過這些藥物的“陷阱”，繼續生存。研究表明，低糖不僅減緩了癌細胞消耗現有嘧啶核苷酸的速度，還抑制了啓動細胞死亡的關鍵過程，幫助癌細胞逃脫了化療藥物的致命打擊。

低糖如何幫癌細胞逃脫死亡？

研究人員發現，低糖環境下的癌細胞通過兩種機制逃避死亡：

1、減少嘧啶核苷酸的消耗

正常情況下，癌細胞會快速消耗和合成嘧啶核苷酸以支持其生長。但低糖條件下，癌細胞無法充分利用已有的尿嘧啶核苷酸，導致細胞分裂速度減緩，也就延緩了化療藥物作用的時間。這種延遲的效果讓癌細胞有更多時間存活，避免了快速死亡。

2、抑制細胞自殺機制

當癌細胞的DNA複製過程受到阻礙時，細胞通常會啓動自殺程序（即“凋亡”），這是通過線粒體內的BAK和BAX蛋白激活來實現的。然而，低糖環境下，這些蛋白的激活受到抑制，細胞的自殺信號被“屏蔽”，進一步延緩了癌細胞的死亡。

低糖環境給癌症治療帶來哪些啓示？

這項研究的發現對癌症治療具有極爲重要的意義。

由於腫瘤細胞在低糖環境中能夠適應並延緩死亡，某些抗代謝類化療藥物（如上述的三種藥物）在腫瘤細胞中的效果就可能大打折扣。也就是說，癌細胞通過改變代謝方式、保護自己不受這些藥物的影響，來增強生存能力。

所以未來的治療策略可能需要更加關注腫瘤微環境，特別是糖分等營養成分的供應情況。例如，科學家們可能會開發新的聯合療法，將化療藥物與能改變或突破癌細胞代謝適應的藥物相結合，增強療效。同時，開發能預測癌細胞在低糖環境下反應的診斷方法，也將幫助醫生選擇更合適的治療方案，提高化療的成功率。

未來新思路

這項突破性研究不僅爲我們揭示了癌細胞如何在極端條件下生存，還爲未來癌症治療提供了新的思路。研究人員計劃進一步探索其他可能影響癌細胞代謝的途徑，看看是否能通過其他方法觸發癌細胞死亡，克服它們對低糖環境的適應性。

通過深入瞭解腫瘤微環境對癌細胞行爲的影響，我們或許能夠設計出更精準、更有效的治療方案，幫助更多癌症患者戰勝病魔。

參考文獻

Nam, M., Xia, W., Mir, A. H., Jerrett, A., Spinelli, J. B., Huang, T. T., & Possemato, R. (2024). Glucose limitation protects cancer cells from apoptosis induced by pyrimidine restriction and replication inhibition. Nature Metabolism, 26 November 2024.