《自然-通讯》:少吃两种氨基酸就能抗癌！致命肿瘤也乖乖加速死亡

世界范围内人群死亡的主要原因之一就是癌症，早在2020年就有数据显示，全球大概有1000万人因为癌症而失去了宝贵的生命。另一方面，根据世界癌症基金会公开的数据显示，在美国有将近五分之一的癌症可归咎于低体力活动、肥胖、饮食等。研究者表示，使其中的任何一项得到改善，对于降低癌症发生风险都是有帮助的，不过加强体力活动、减重以及改善营养构成等对癌症影响的效果差异相对是比较大的。而单从饮食方面来说，氨基酸的摄入是至关重要的，它是生命的重要组成部分，既能合成蛋白质，还能提高细胞的更新代谢率。但并不是所有氨基酸都对人体有好处，下面我们就结合《nature communications》上发表的研究，看看究竟是少吃哪两种氨基酸或许能起到抗癌的作用。一、《科学》研究发现癌细胞的狠招：为了生存，肿瘤什么都能吃！生活中很多人对癌症的了解，往往停留在癌症会给身心造成的影响、给家庭和社会带来的经济负担等，除此之外也没有更深入的了解了。比如大家知道癌细胞是怎样生存下去的吗？它会使出什么样的招数？德国国家癌症研究中心的博士在《科学》上发表了一项研究，对氨基酸在肿瘤发展过程中的作用进行了分析，即在营养丰富的环境下，哺乳动物细胞往往会经由细胞质膜转运氨基酸，从而满足代谢的需求。当细胞周围多数都为蛋白质时，氨基酸就会借助溶酶体、巨胞饮分解过程在内部分解蛋白，最终达到获取氨基酸的目的。简单来说，许多肿瘤生长的地方营养都比较匮乏，如果没有可靠的葡萄糖来源，肿瘤就会把分解的氨基酸以及蛋白质当成后备的能量来源，特别是在肿瘤组织中的血液供应有限的情况下，为了生存肿瘤会改变自身的代谢活动，反而为了活命去寻找氨基酸。实际上在很多人看来，肿瘤想要疯狂生长，大量的能量供给是必不可少的，其中效率最高的能量来源应该就是葡萄糖。既往的研究、学者甚至多年来肿瘤代谢领域的主流观点其实都认同这一说法：肿瘤的快速生长是癌细胞疯狂实施葡萄糖代谢的结果。但是我们也可以看到，最近这些年的研究发现葡萄糖的最大消耗者可能并非肿瘤，相比于癌细胞而言，肿瘤微环境中的巨噬细胞才算得上是葡萄糖的最大消耗者。那真正的肿瘤又会选择什么作为主要的营养物质来源呢？以色列的研究者通过研究发现，胶质母细胞瘤可以通过星形胶质细胞达到胆固醇的目的，用于保持生长的需求，而既往的研究也表示，谷氨酰胺、脂肪酸可能会被肿瘤视为主要的营养物质来源。也就是说，肿瘤可能对营养的需求并不是“挑挑拣拣”，反而是为了生存什么都吃。按德国国家癌症研究中心的这项研究来看，癌细胞有正常细胞的本事，在缺乏营养的环境中这种本领会帮助它们生存。为了进行进一步研究，研究者在营养缺乏条件下选择了生存的胰腺癌细胞系，并对它们的营养供给进行控制，同时为了寻找营养供给中很关键的基因，研究者还借助了CRISPR/Cas9在不同细胞中关闭特定的基因表达。结果发现在癌细胞依赖细胞外的蛋白质为食的时候，一种从未识别的基因LYSET对于细胞的生存是至关重要的：如果失去了它，溶酶体中的消化酶就没办法补充。此时癌细胞就不能借助溶酶体获取氨基酸，这会导致营养缺乏的癌细胞只剩下饿死这一条路。这项研究从某些方面来说，向我们揭示了癌细胞和氨基酸之间的关系，当我们意识到并将其落实到生活中时，就会发现有2种氨基酸或能起到抗癌的作用。二、少吃这2种氨基酸就能抗癌？致命肿瘤也会加速死亡？看看这项研究怎么说哥伦比亚大学的研究团队在《nature communications》发表了一项研究称，胶质母细胞瘤好像对铁死亡很敏感，而谷胱甘肽和甲硫氨酸这两种氨基酸是把控铁死亡的关键因子，前者能依赖特定的生活过程从半胱氨酸生成，而后者则能作为补充途径，进而转化为胱氨酸再生成谷胱甘肽，少吃这2种氨基酸或许能起到抗癌的作用。首先我们要先明白一点，胶质母细胞瘤是最常见的成人脑瘤类型，它具有很强的侵袭性，通常情况下患者的中位生存期只有16个月左右的时间，而且科学界目前还没有找到治愈胶质母细胞瘤的方式。铁死亡指的是铁依赖的细胞程序性死亡，在酯氧合酶、铁离子的影响下，细胞膜上的不饱和脂肪酸会产生脂质过氧化，最终造成细胞的死亡。但是和其他程序性细胞死亡一样，为了保证细胞的正常功能，可以说铁死亡受到了严格的控制。比如GPX4酶负责的任务是清理膜脂过氧化物，从而防止细胞功能紊乱，并且在铁死亡的过程中GPX4一半会伴随其失活。但是这也有一个前提条件，GPX4酶想要完成工作还需要谷胱甘肽作为辅助因子。这时研究者注意到，谷胱甘肽和甲硫氨酸这2种重要的氨基酸通常需要食物来摄取，正因如此在实验的过程中，才可以更好地对个体的摄入量进行把控。随后研究者指定了一种新的饮食模式，特异性地从培养基中去除掉了谷胱甘肽和甲硫氨酸这2种氨基酸（CMD饮食模式），结果研究者惊讶地发现，小鼠肿瘤细胞铁死亡水平会迅速上升，而且还和GPX4发挥着协同的作用，也就意味着会进一步增加胶质瘤细胞对铁死亡的敏感性。可问题是人类星形胶质细胞CMD、GPX4抑制剂条件引起的细胞死亡不敏感，而这种铁死亡机制可能是肿瘤特异性的。为了确定研究结果的准确性，研究者还开展了一批小鼠模型实验，并给小鼠注射了神经胶质瘤细胞。研究者还根据常规饮食、CMD饮食对小鼠进行了分组，发现在生存率方面，相比于常规饮食组，CMD饮食模式小鼠的生存率要更高，且该饮食模式还会联合GPX4酶抑制剂的使用，促使引发小鼠肿瘤的铁死亡过程，最终使存活率得到一定的提升，也许可以成为普适的抗癌辅助方式。三、为了心理的健康，这种氨基酸也要少吃！《细胞》子刊：吃多了促进抑郁对于学生来说，沉重的课业压力总是压得人喘不过气，再碰上个要求极度严格的父母，孩子很容易找不到倾诉的地方，久而久之可能会增加抑郁症的患病风险。对于上了年纪的人来说，子女们都成家立业自己也即将退休，每天的盼头似乎不再像年轻时那么强烈，仿佛一眼就能望到尽头，这种环境同样会使抑郁症的滋生。所以不管在任何年龄段，在保障身体健康的同时，还要对心理健康多加关注，防止被抑郁症盯上。西班牙研究者曾在《细胞》子刊上发表一项研究表示：果蝇、小鼠以及人类等多个物种证明，抑郁症的严重程度和脯氨酸含量升高有显著的关系，这是一种常见的氨基酸，而血液中该氨基酸水平取决于肠道微生物、饮食的代谢活性和组成。同时研究者还称，脯氨酸的摄入量和抑郁行为之间是存在因果关系的。具体表现在研究者在包含人们日常摄入的各类膳食营养素中发现了脯氨酸，他们以数十名参与者的问卷调查结果为研究对象，将其与抑郁症评估得分进行比较，发现在各项膳食营养素中，抑郁特征和脯氨酸之间的关联是最明显的。为了验证研究结果的准确性，研究者还对参与者进行血液检测，发现血液循环中的脯氨酸含量确实和抑郁严重程度呈现显著相关的关系，具体表现在膳食脯氨酸摄入量高、血液脯氨酸高于中位的参与者抑郁评分最高，而且在中性抑郁者中也出现了脯氨酸循环含量升高的情况。随后研究者又在小鼠身上做了研究，发现在给小鼠的饮食中额外添加脯氨酸补充剂后，一段时间后相比于普通饮食小鼠，这些小鼠的脯氨酸循环含量明显要高。当这类小鼠在承受压力的时候，会表现出更明显的类似抑郁的行为，比如说对糖水失去兴趣。另一方面，经过提取人类粪便样本、粪便移植等一系列研究后，研究者发现来自抑郁评分最高的参与者的肠道菌群，会诱导小鼠表现出更明显的抑郁情绪特征，而后在果蝇的实验中也验证，脯氨酸转运蛋白的表达量高低会影响动物是否会出现抑郁行为。虽然不能在人类身上做类似的实验，但是根据果蝇、小鼠等这些动物实验的研究结果来看，特殊的肠道菌群确实经由脯氨酸代谢对大脑发展为抑郁症方面的功能产生了影响，而这种常见的氨基酸可能会促进抑郁的出现。参考文献：【1】Jordi Mayneris-Perxachs.Microbiota alterations in proline metabolism impact depression.2022.05.03.【2】Upadhyayula, Pavan S.Dietary restriction of cysteine and methionine sensitizes gliomas to ferroptosis and induces alterations in energetic metabolism.2023.03.02.【3】Catarina Pechincha, Sven Groessl.Lysosomal enzyme trafficking factor LYSET enables nutritional usage of extracellular proteins.2022.09.08.