膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（Glioblastoma，GBM）是成年人中最常見且最具侵襲性的原發(fā)性惡性腦腫瘤，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤能夠以閃電般的速度侵襲腦組織，其標(biāo)準(zhǔn)治療包括手術(shù)切除、放療（RT）和替莫唑胺（TMZ）化療，然而，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤總是會復(fù)發(fā)，大多數(shù)患者在確診后 1-2 年內(nèi)死亡。
膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的不良治療結(jié)局主要是因為治療抵抗，而廣泛的腫瘤異質(zhì)性限制了治療效果，但通過確定并靶向抑制促進(jìn)治療抵抗的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤代謝脆弱性，或許能過解決膠質(zhì)母細(xì)胞瘤治療瓶頸。
2025 年 9 月 3 日，密歇根大學(xué)安娜堡分校的研究人員在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Nature 上發(fā)表了題為：Rewiring of cortical glucose metabolism fuels human brain cancer growth 的研究論文。
該研究發(fā)現(xiàn)了致命腦腫瘤--膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的一個代謝脆弱性，可用來幫助治療。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤會從周圍環(huán)境中"竊取"絲氨酸（Serine）來迅猛生長，而不是自行合成，這成為了其代謝上的致命弱點，給予膠質(zhì)母細(xì)胞瘤小鼠喂食缺少絲氨酸的飲食，其腫瘤會因為無法獲取絲氨酸而減緩生長和擴(kuò)散，從而延長存活時間。
腫瘤會從人體組織中"竊取"糖分和其他資源，用來運行自身的代謝途徑，想盡一切辦法生長、生長、再生長。為了搞清楚膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的這種策略，研究團(tuán)隊對 8 名接受了切除手術(shù)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者進(jìn)行了研究。在手術(shù)過程中，醫(yī)生給這些患者以及小鼠體內(nèi)輸入了碳同位素（13C）標(biāo)記的葡萄糖。隨后，研究團(tuán)隊對腫瘤樣本以及周圍腦組織樣本進(jìn)行了分析，繪制了腫瘤與大腦皮層中葡萄糖來源的碳的去向圖。
通過追蹤 13C 同位素，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，某些膠質(zhì)母細(xì)胞瘤會利用從周圍環(huán)境中攝取的糖分來合成 DNA 等基本成分，這有助于腫瘤瘋狂生長。為了確認(rèn)他們的發(fā)現(xiàn)并更深入地探究，研究團(tuán)隊進(jìn)一步分析了接受了人類膠質(zhì)母細(xì)胞瘤組織移植的小鼠。他們開發(fā)了建模技術(shù)來確定腫瘤如何消耗和利用營養(yǎng)物質(zhì)。
結(jié)果顯示，在健康腦組織中，葡萄糖被用來進(jìn)行三羧酸循環(huán)（TCA）和代謝為絲氨酸，進(jìn)而用來合成氨基酸神經(jīng)遞質(zhì)。而膠質(zhì)母細(xì)胞瘤則省去了自行合成絲氨酸的麻煩，選擇了"竊取"絲氨酸，腫瘤對絲氨酸的"竊取"釋放了原本用于合成絲氨酸的葡萄糖。因此，癌細(xì)胞就可以將這些葡萄糖用來合成嘌呤核苷酸，進(jìn)而用來制造 DNA、RNA 和其他有助于癌細(xì)胞增殖的分子。
膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的代謝重編程
因此，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤對"竊取"絲氨酸的依賴是一個代謝脆弱性，為了驗證這一弱點，研究團(tuán)隊給膠質(zhì)母細(xì)胞瘤小鼠喂食絲氨酸限制飲食（不含絲氨酸，也不含能過轉(zhuǎn)化為絲氨酸的甘氨酸）。
結(jié)果顯示，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的小鼠在這種絲氨酸限制飲食下，會將葡萄糖轉(zhuǎn)回絲氨酸合成，從而提高放化療效果，顯著抑制腫瘤生長，延長存活時間。
總的來說，這項研究提供了全面的測量數(shù)據(jù)，比較了膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和鄰近大腦組織的代謝活動，揭示了膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的腫瘤特異性代謝重組，其依賴絲氨酸的代謝弱點可以通過精準(zhǔn)飲食干預(yù)進(jìn)行選擇性靶向。
研究團(tuán)隊表示，這種絲氨酸限制飲食方案前景光明，耐受性也很好，計劃在明年招募患者參加絲氨酸限制飲食的臨床試驗。這種方法雖然無法治愈膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，但可以為一些患者爭取更多時間。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09460-7
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