题图 | Unsplash
撰文 | 宋文法
色氨酸，是人体所需的必需氨基酸之一，在人体中扮演着多种重要角色，包括组成蛋白质、合成多种生物活性物质、生成血清素、褪黑素等。色氨酸广泛存在于牛肉、羊肉、鸡、火鸡、牛奶等食品中。
肝癌，是最常见的恶性肿瘤之一，是全球第三大癌症死亡原因，其五年生存率仅为30%。中国不仅是肝癌大国，而且是世界第一肝癌大国。
由于不同类型的癌症在代谢活动、首选能量来源和营养依赖性方面各不相同，因此，可以通过饮食干预来针对性地破坏癌细胞，同时尽量减少对健康组织的影响。
近日，美国德克萨斯大学西南医学中的研究人员在"Nature Communications"期刊上发表了一篇题为" Tryptophan fuels MYC-dependent liver tumorigenesis through indole 3-pyruvate synthesis "的研究论文。
研究显示，限制色氨酸摄入，可以防止MYC驱动的肝癌生长，并恢复肝细胞的正常基因表达，且不会影响正常细胞的蛋白质合成。
此外，研究还发现，色氨酸代谢物吲哚3-丙酮酸（I3P）在肝癌生长中起着至关重要的作用，补充I3P，可恢复缺乏色氨酸的肝癌细胞的生长。这表明，针对I3P，是一种不损害健康组织、且有效的潜在治疗靶点。
致癌基因MYC在肝癌患者中异常激活，并且与不良预后相关，在小鼠中，MYC是肝癌最有效的驱动因素。此前的研究表明，由MYC驱动的肝癌生长特别依赖于色氨酸，从而促进体外培养的癌细胞生长。
在这项研究中，研究人员首先比较了正常肝脏和MYC驱动的肝脏肿瘤，发现肿瘤中的色氨酸和色氨酸转运蛋白水平升高，而色氨酸代谢酶的表达并没有升高，并且氨酸转运蛋白升高是由MYC诱导的。
进一步，研究人员通过碳同位素标记的色氨酸，分析了MYC驱动的肝癌的小鼠，发现MYC驱动的肝癌表现出色氨酸摄取增加。
接下来，研究人员将MYC过表达的小鼠分为3组：对照、低色氨酸、无色氨酸饮食，喂养21天，分析了色氨酸在MYC驱动的肝癌中的重要性。
结果发现，无色氨酸饮食阻止了MYC驱动的肝癌生长，并恢复肝细胞的正常基因表达，减轻了肿瘤负荷，但肿瘤并未消失，这表明短暂的色氨酸限制会阻止肿瘤生长。
值得注意的是，无色氨酸饮食不会影响正常细胞的蛋白质合成，这表明这是一种不损害健康组织的有针对性的治疗方法。
限制色氨酸可减少MYC驱动的肝癌生长
此外，研究人员还分析了色氨酸代谢物对肿瘤生长的影响，结果发现，在MYC驱动的肝癌中，色氨酸代谢物吲哚3-丙酮酸（I3P）含量比色氨酸还要高，并且补充I3P可恢复缺乏色氨酸的肝癌细胞的生长，表明I3P在肝癌生长中起着至关重要的作用。
研究人员表示，肝肿瘤需要大量色氨酸来生成致癌代谢物I3P，由于色氨酸是蛋白质组中丰度最低的氨基酸，因此短期限制对健康组织是安全的，但对癌细胞的打击则是巨大的。
这项研究强调了色氨酸代谢在癌症中的复杂作用，表明MYC驱动的肝肿瘤优先利用色氨酸产生I3P，这凸显了在癌症治疗中针对特定代谢途径的潜力，表明针对I3P或其生产途径可能是一种可行的治疗策略。
综上，结果表明，限制色氨酸摄入可以防止MYC驱动的肝癌生长，且不会影响正常细胞的蛋白质合成，未来还需要更多的研究来确定长期限制色氨酸如何影响肿瘤，以及安全性。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47868-3
声明：本文仅做学术分享，不构成任何建议，且不作为医疗根据。
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