Cell Metabolism：于君团队证实，限制饮食支链氨基酸，可抑制结直肠癌扩散|支链氨基酸|有效成分|线粒体|结直肠癌|肿瘤|蛋白

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

结直肠癌（CRC）是全球最常见的癌症之一。转移性结直肠癌患者的 5 年生存率低于 15%，预后不佳。然而，我们针对转移性结直肠癌的治疗策略仍落后于原发性癌症，这凸显了未被满足的需求。上皮-间质转化（EMT）赋予了细胞迁移和侵袭的能力，从而促进转移。癌症中的代谢重编程与 EMT 和转移有关，肿瘤相关的代谢物（例如延胡索酸、天冬酰胺和 2-羟基戊二酸），已在动物模型中已被证明可促进转移，这表明代谢途径可能是潜在干预靶点。

支链氨基酸（BCAA）包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，是三种必需氨基酸，在动物性食物中含量丰富，也常被用作膳食补充剂。BCAA 的代谢以组织特异性的方式对肿瘤发生发挥着不同的调控作用。抑制 BCAA 分解代谢会通过激活 mTORC1 诱导肝细胞癌。相反，BCAA 的代谢对于胰腺癌细胞支持蛋白质合成和能量产生至关重要。然而，BCAA 代谢在肿瘤转移中的作用，在很大程度上尚不清楚。

2026 年 2 月 6 日，香港中文大学于君/黄子隽团队及香港浸会大学/宁波东方理工大学蔡宗苇团队，在 Cell 子刊Cell Metabolism上发表了题为：Compartmentalized branched-chain amino acid metabolism orchestrates colorectal cancer dissemination via an UMP-vimentin axis 的研究论文。

该研究表明，区室化支链氨基酸代谢通过 UMP-波形蛋白信号轴调控结直肠癌的扩散，限制饮食来源的支链氨基酸，或移植 UMP 的生物合成，可抑制结直肠癌转移扩散。

代谢区室化（metabolic compartmentalization），指的是在真核细胞中，不同的代谢反应被分隔在特定的、有膜或无膜的亚细胞结构（区室）中进行。这种空间上的分隔使得细胞能够提高效率、实现精密调控以及维持代谢稳态。例如脂肪酸的代谢，其合成发生在细胞质中，而分解发生在线粒体中，从而避免了无效循环。

代谢区室化在癌症转移中的作用，尚未得到探索。在这项最新研究中，研究团队首次发现，区室化的支链氨基酸代谢可调控结直肠癌转移进程。具体而言，细胞质中的支链氨基酸转氨酶（BCAT）能促进结直肠癌细胞发生上皮间质转化并加速肿瘤扩散，而其线粒体中的同工酶则呈现相反的抑制作用。酶定位具有关键意义：将 BCAT1 靶向线粒体或使 BCAT2 定位胞质后，它们在上皮-间质转化（EMT）和细胞迁移中表现出与野生型相反的功能特征。

从机制上来说，胞质 BCAT 驱动氮流量从支链氨基酸向谷氨酸、天冬氨酸和尿苷一磷酸（UMP）定向流动，而线粒体 BCAT 活性则通过谷氨酸脱氢酶将氮流转化为氨。UMP 可直接结合波形蛋白（vimentin）并保护其免遭泛素化-蛋白酶体降解。

研究团队进一步发现，饮食限制支链氨基酸摄入或阻断 UMP 生物合成，能够有效抑制高表达 BCAT1 的结直肠癌的扩散，且 BCAT1 与 BCAT2 的表达比值在结直肠癌及泛癌队列中均是独立预后因子，这凸显了支链氨基酸代谢区室化在癌症转移领域具有重要转化医学价值。

该研究的核心发现：