膠質母細胞瘤是最常見的成人腦瘤類型，同時其侵襲性極強，患者的中位生存期僅為16個月左右。然而，目前科學界仍然沒有治愈這種腫瘤的方法。
在追尋攻克膠質母細胞瘤方法的過程中，哥倫比亞大學的一個研究團隊發現膠質母細胞瘤似乎對鐵死亡（Ferroptosis）非常敏感，鐵死亡是一種鐵依賴的細胞程序性死亡，在鐵離子和酯氧合酶的作用下，細胞膜上的不飽和脂肪酸會發生脂質過氧化，從而導致細胞死亡。
▲相關論文已經發表于《自然–通訊》
【資料圖】
如同其他的程序性細胞死亡，為了保證細胞正常功能，鐵死亡也受到了嚴格控制。GPX4酶就負責著清除膜脂過氧化物，防止細胞功能紊亂。在鐵死亡過程中，GPX4通常會伴隨失活。
當然，GPX4酶還需要谷胱甘肽作為輔助因子才能完成工作。這給了研究者一種新的思路，谷胱甘肽可以依賴特定的生化過程從半胱氨酸生成，除此之外，甲硫氨酸也可以作為補充途徑轉化為半胱氨酸再生成谷胱甘肽。
因此，這兩種氨基酸也成為把控鐵死亡的關鍵分子，而它們通常需要通過食物攝取，這就讓研究者可以很好地把控個體的攝入量。在小鼠和人類神經膠質瘤細胞培養時，如果特異性地從培養基中去除兩種氨基酸（CMD條件/飲食），那么腫瘤細胞鐵死亡水平會迅速上升，同時其還能與GPX4抑制劑發揮協同作用，進一步增加膠質瘤細胞對鐵死亡的敏感性。
▲減少半胱氨酸和甲硫氨酸，可以增加神經膠質瘤細胞的鐵死亡過程（圖片來源：參考資料[1]）
然而人類星形膠質細胞對GPX4抑制劑和CMD條件引起的細胞死亡并不敏感，這也暗示這種鐵死亡機制可能是腫瘤特異性的。
根據分析，處于CMD條件下的膠質瘤細胞代謝發生變化，48小時后谷胱甘肽水平顯著減少，而細胞的基礎呼吸反應和線粒體代謝也會減弱。
除此之外，作者還構建了一批小鼠模型實驗，他們嘗試給小鼠注射了一些神經膠質瘤細胞，一周后，小鼠根據常規飲食和CMD飲食進行了分組。在整個實驗觀察期內，小鼠都可以耐受CMD飲食，只是體重要略低于健康小鼠。
▲CMD飲食可以增加腫瘤小鼠的生存率（圖片來源：參考資料[1]）
而在生存率方面，CMD飲食小鼠要顯著高于正常飲食組，這種飲食模式還能夠與GPX4酶抑制劑聯合使用，能夠進一步引發小鼠腫瘤的鐵死亡過程，使存活率得到進一步提升。
研究者認為，通過消除飲食中的特定成分可以成為癌癥患者的食療選擇，這樣患者仍然能獲得其他日常所需的營養和能量需求。研究團隊正在計劃開展一項涉及膠質母細胞瘤患者的臨床試驗，方法就是在腫瘤切除手術之前，讓患者開始執行CMD飲食。
除了膠質母細胞瘤，還有一些研究也曾提示CMD對肺癌、胰腺癌模型同樣有效，或許能成為一種更普適的抗癌輔助方法。
參考資料：
[1] Pavan S. Upadhyayula et al, Dietary restriction of cysteine and methionine sensitizes gliomas to ferroptosis and induces alterations in energetic metabolism, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-36630-w
[2] Researchers leverage cell self-destruction to treat brain tumors. Retrieved April 18, 2023 from https://medicalxpress.com/news/2023-04-leverage-cell-self-destruction-brain-tumors.html
來自：學術經緯
