來自麻省理工學(xué)院和Whitehead生物醫(yī)學(xué)研究所的生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了腦癌細(xì)胞的一個弱點，有可能可以利用它來開發(fā)出更有效的藥物對抗腦腫瘤。研究論文發(fā)表在4月8日的《自然》（Nature）雜志上。

Whitehead研究所和麻省理工學(xué)院Koch綜合癌癥研究所的研究人員在這項研究中發(fā)現(xiàn)，一類膠質(zhì)母細(xì)胞瘤腫瘤細(xì)胞亞群依賴于一種特殊的可分解氨基酸甘氨酸（glycine）的酶——甘氨酸脫羧酶（GLDC）。沒有這種酶，有毒代謝產(chǎn)物會在腫瘤細(xì)胞中累積，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡。

論文的主要作者、Whitehead研究所博士后Dohoon Kim說，在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中阻斷這種酶可能為對抗這種腫瘤提供了一種新方法。

麻省理工學(xué)院生物學(xué)教授、Whitehead研究所成員David Sabatin是這篇論文的資深作者。

GLDC是在研究人員調(diào)查一類稱作為“先天性代謝缺陷”（inborn errors of metabolism）的疾病時引起他們的注意的。當(dāng)細(xì)胞中缺失某些代謝酶時，便會發(fā)生這類疾病。其中許多尤其影響了腦發(fā)育；最常見的一種就是苯丙酮尿癥(Phenylketonuria,P KU)，特征是無法分解氨基酸苯丙氨酸。這樣的患者必須避免食用苯丙氨酸，以預(yù)防智力障礙和癲癇發(fā)作等問題。

缺失GLDC可引起一種叫做非酮性高甘氨酸血癥的疾病，它可以導(dǎo)致大腦中甘氨酸累積，造成嚴(yán)重的精神發(fā)育遲緩。GLDC還常常在某些膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞中過度活化。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是人類中最常見且最具侵襲性的腦腫瘤類型。

研究人員發(fā)現(xiàn)GLDC只在SHMT2基因也高水平表達(dá)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞中過表達(dá)，SHMT2可將氨基酸絲氨酸轉(zhuǎn)換為甘氨酸。這些細(xì)胞如此地依賴GLDC，當(dāng)它們?nèi)笔?/span>GLDC就會死亡。

進(jìn)一步的研究揭示，SHMT2在定位于缺血區(qū)的癌細(xì)胞中最高水平表達(dá)。這些區(qū)域常常存在于腫瘤的中心，血管難以接近，氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)極低。結(jié)果表明，在這樣的低氧環(huán)境中SHMT2賦予了細(xì)胞生存優(yōu)勢，因為它可以間接地影響一種叫做PKM2的酶的活性，PKM2是細(xì)胞葡萄糖分解機(jī)器的一個組成部分。

調(diào)控PKM2可以影響細(xì)胞是否生成構(gòu)建新癌細(xì)胞所需的材料，同樣的調(diào)控也影響了氧氣的消耗——氧氣在缺血區(qū)中是一種稀缺資源。

“SHMT2高活性的細(xì)胞PKM2低活性，因此耗氧速率較低，這使得它們更適合于在缺血腫瘤微環(huán)境中生存，”Kim說。

但這種高活性的SHMT2也會生成大量的甘氨酸，細(xì)胞必須利用GLDC來分解它。沒有GLDC，甘氨酸會進(jìn)入一條不同的代謝信號通路中，生成有毒產(chǎn)物，累積并殺死細(xì)胞。

根據(jù)研究人員所說，這一研究發(fā)現(xiàn)還提出了一種可能，這些GLDC依賴性細(xì)胞可以被阻斷GLDC活性的藥物殺死，他們現(xiàn)正在尋找可以做到這一點的潛在藥物化合物。