在一項新的研究中，來自美國哈佛醫學院和布羅德研究所的研究人員報道，乳腺癌循環利用氨，即細胞代謝的一種廢棄物，並且利用它作為氮源促進腫瘤生長。這些發現表明氨的存在加快體外培養的乳腺癌細胞增殖，而且抑製氨代謝能夠阻止小鼠體內的腫瘤生長。
在一項新的研究中，來自美國哈佛醫學院和布羅德研究所的研究人員報道，乳腺癌循環利用氨，即細胞代謝的一種廢棄物，並且利用它作為氮源促進腫瘤生長。這些發現表明氨的存在加快體外培養的乳腺癌細胞增殖，而且抑製氨代謝能夠阻止小鼠體內的腫瘤生長。相關研究結果於2017年10月12日在線發表在Science期刊上，論文標題為“Metabolic recycling of ammonia via glutamate dehydrogenase supports breast cancer biomass”。
這些研究人員說，這一發現揭示了氨在癌症中所扮演的生物學角色，並可能有助於設計新的治療策略來減緩腫瘤的生長。
論文通信作者、哈佛醫學院細胞生物學副教授Marcia Haigis說，“傳統上，氨被認為是一種代謝廢棄物，這是因為它的毒性很高，所以它必須被清除。我們發現氨不僅對乳腺癌細胞沒有毒性，而且它還能夠作為腫瘤生長所需的氮源給腫瘤提供食物。
快速生長的細胞，尤其是癌細胞，會貪婪地消耗營養物，產生過多的代謝廢棄物。作為其中的一種副產物，氨通常經血管運送到肝髒中，在那裏，它被轉化為毒性更小的物質，並且以尿素的形式從身體排泄出去。然而，腫瘤具有較少的血管，因此，氨以對很多細胞都是有毒性的濃度聚集在腫瘤的局部環境中。
追蹤命運
為了研究腫瘤如何處理高濃度的氨，Haigis和她的同事們使用了一種對穀氨酰胺中的氮元素進行標記的技術。當穀氨酰胺在細胞代謝期間遭受降解時，含有標記的氮元素的氨作為副產物被釋放出來。
為了追蹤這種標記的氨的命運，這些研究人員分析了乳腺癌細胞和移植到小鼠體內的人腫瘤中的200多種細胞代謝物。
他們發現癌細胞高效地循環利用氨，將它整合到多種組分---主要是穀氨酸，即蛋白的一種基礎的構成元件，以及它的衍生物---中。在癌細胞中，大約20%的穀氨酸含有這種標記的氮元素。
高濃度的氨似乎加快實驗室培養的乳腺癌細胞生長。接觸氨的癌細胞在7小時內的生長速度是沒有接觸氨的癌細胞的2倍。在三維培養---一種如身體中那樣允許細胞在各個方向生長的技術---中，相比於未接觸氨的癌細胞，氨接觸讓癌細胞的數量和細胞團的表麵積增加高達50%。
在接受人乳腺癌移植的小鼠中，氨也加快腫瘤生長。這些研究人員阻斷腫瘤中的穀氨酸脫氫酶(GDH)---一種特異性地對氨進行同化來發揮它的功能的酶---的活性時，它們的生長速度要比具有完整的GDH活性的腫瘤顯著減慢。
論文第一作者、Haigis實驗室研究生Jessica Spinelli說，“我們發現抑製氨代謝會阻止小鼠體內的腫瘤生長。因此，抑製氨同化或氨產生可能是開展藥物設計的一種合理策略。”
這些研究人員的發現表明人們應當重新評估氨的生物學作用，從而為研究通過剝奪腫瘤的必需營養物來阻斷腫瘤生長的新方法奠定基礎。他們如今正在探究氨代謝對癌症的治療意義。
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