癌細胞作為一種異常瘋狂的細胞，在諸多方面都與正常細胞有所不同，這些差異也就成為了我們尋找殺死癌細胞方法的切入點。
絲氨酸、甘氨酸、以及我們此前介紹過的蛋氨酸等非必需氨基酸對癌細胞來說，是發展必須的，限制癌細胞對這些營養物質的擷取也就成了抗癌的潛在療法。不過這種抗癌效果，到底是通過什麼機制發揮作用的呢？
有趣的是，和第一直覺的“餓”不同，限制絲氨酸反而是通過“毒”來殺死癌細胞的！
本周《自然》雜志上，來自加州大學聖地亞哥分校的研究團隊發表了一篇論文[1]，詳細闡述了限制絲氨酸的抗惡性良性腫瘤機制。原來在絲氨酸缺乏的條件下，原本正常的鞘脂生物合成途徑會轉而生産有毒性的脫氧鞘脂，進而毒殺癌細胞。通過限制荷瘤小鼠飲食中的相關氨基酸或用藥理學手段抑制相關的酶，能夠延緩惡性良性腫瘤的生長。
圖源 | pixabay
雖然呢，是講絲氨酸的故事，不過起點倒不是絲氨酸。
鑒于癌細胞對生長生存的需求不同，它的代謝與正常細胞差異也非常的大，是以研究者們首先是總體檢測了一遍癌細胞的多種代謝物，發現丙氨酸的分泌和細胞内水準有顯著的改變。
此前研究也有發現，結腸癌中一種與丙氨酸水準有關的酶表達異常，而且這種酶還會影響惡性良性腫瘤的生長。
經過實驗證明，研究者發現，丙氨酸的增加是能夠抑制癌細胞生長的。
限制MPC可以促進球體細胞的生長
那麼既然丙氨酸可以，其他的非必需氨基酸是不是也可以呢？
研究者接下來把目光投向了絲氨酸和甘氨酸，因為這兩種氨基酸在細胞質和線粒體之間來往非常頻繁。
實驗結果正中下懷。去除絲氨酸能夠抑制球體細胞的生長，而且比添加丙氨酸起到的效果要更強！
不過絲氨酸參與的生物過程就很多了，是很多生物合成途徑的底物，是以研究者比較了一系列酶的米氏常數，尋找容易受到絲氨酸濃度限制的關鍵酶。經過一番篩選，研究者發現這組酶中隻有一種表達非常廣泛，那就是絲氨酸棕榈酰轉移酶（SPT）。
SPT是催化鞘脂（sphingolipids）生物合成的重要酶。這個鞘脂麼，就是一類骨架中包含鞘氨醇堿基的脂質，比如我們很眼熟的神經酰胺就是一種鞘脂。正常情況下，SPT以絲氨酸作為底物合成鞘脂，但是它也能夠以丙氨酸作為底物反應，不過這個時候生成的就是有毒的脫氧鞘脂（deoxysphingolipids）了。
鞘脂家族們 | wiki
現在我們可以大膽地猜測了，無論是補充丙氨酸，還是減少絲氨酸，其實最終的作用是一緻的，就是增加了脫氧鞘脂的合成，給癌細胞喂毒。這一點在細胞研究中也得到了驗證。
不過細胞的培養環境和它在體内的生長環境差别還是很大的，比如說培養基裡其實基本就不添加丙氨酸。那麼在體内的時候，減少絲氨酸的政策是否還能夠起到抑制惡性良性腫瘤生長的作用呢？
研究者給小鼠配備了一種專門的去除了絲氨酸和甘氨酸的飼料（因為這兩種氨基酸很容易互相轉化），缺少的氮源由其他氨基酸進行補充。很顯然，吃了這種缺絲/甘氨酸飼料的結腸癌移植小鼠，惡性良性腫瘤更小，且惡性良性腫瘤大小與吃這種飼料的時間成反比。
限制飲食中的絲氨酸和甘氨酸可以顯著減緩小鼠惡性良性腫瘤的生長
同時，研究者也發現，在這些小鼠的體内，惡性良性腫瘤中的脫氧鞘脂水準增加了5-8倍，但是肝髒中的水準升高并不多，可見惡性良性腫瘤組織對于合成和積累脫氧鞘脂是更敏感的。
研究者也嘗試了進一步增加特殊飼料中丙氨酸的水準，不過從實驗結果來看，多餘的丙氨酸會被肝髒代謝，并不會給限制絲氨酸錦上添花。
除了限制飲食之外，藥物處理也能夠起到類似的效果。研究者給小鼠注射了磷酸甘油酸脫氫酶（PHGDH）——絲氨酸合成的關鍵酶——的抑制劑PH-755，一周後移植惡性良性腫瘤。小鼠的惡性良性腫瘤大小明顯更小，血漿中絲氨酸和甘氨酸的水準也更低。
看來惡性良性腫瘤也是要講究營養均衡的，嘿嘿，又揪住一個小辮子了~
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參考資料：
[1]https://www.nature.com/articles/s41586-020-2609-x
本文作者 | 代絲雨