Nat Metabol：揭示癌细胞摄入脂肪用以增殖和生存分子机制

氧化生物质能的产生需要辅因子NAD+的再生，其是一种受环境状况影响的增殖瓶颈，然而，目前研究人员并没有全面理解NAD+缺乏是如何影响代谢过程的。

近日，一篇发表在国际杂志Nature Metabolism上题为“Cancer cells depend on environmental lipids for proliferation when electron acceptors are limited”的研究报告中，来自哥伦比亚大学和MIT的科学家们通过研究揭示了为何癌细胞经常会被迫依赖于脂肪的输入，这或有望帮助理解肿瘤生长的机制并开发出有效减缓肿瘤生长的新型疗法。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35739397/

我们所摄入的普通营养物质，比如脂肪和所呼吸的氧气，很可能在癌细胞生长的过程中扮演着关键角色，氧气因其在机体中能帮助制造能量而广为人知，这就是为何我们运动时需要更加用力地呼吸的原因了，由于很多癌细胞会生活在氧气缺乏的环境中，人们通常认为其生长受到了能量的限制。但氧气也拥有不太为人所知的角色，即其能为驱动构建新细胞所需的生物分子合成的化学反应提供氧化能力，很多生物合成反应都需要一种名为NAD+的辅因子，当氧气缺乏时，细胞便不能再产生促进细胞生长的NAD+了，而且其关键的合成反应就会停顿下来。

这项最新的研究发现，缺氧的癌细胞通常会拥有超过其生长所需的更多能量，当研究人员为癌细胞提供额外的用于能量产生的营养物质时，这些细胞并不会产生反应。相反，当研究人员利用多种方法来疏通缺乏氧气所抑制的生物合成通路时，癌细胞就会开始强有力地增殖。研究者发现，尽管多种生物合成通路对于氧气的可用性非常敏感，但脂肪的合成是受影响最大的，脂肪分子通常用于产生新的细胞膜，而且脂肪合成对于需要合成新细胞膜来进行生长的癌细胞而言或许具有一定的挑战性，如果不能获得氧气，细胞就不能充分的供给其脂肪合成通路。

研究者Vitkup说道，我们惊讶的是，脂肪的合成或许并不被认为是一个需要大量氧气的过程，但本文研究表明，癌细胞所使用的氧气中有高达30%的氧气都不是用于能量的产生而是用于脂肪的合成。由于氧气对生物合成的影响，在氧气有限的环境中所生长的癌细胞与来自环境的脂肪的输入密切相关，这或许就为癌细胞创造了一个关键的弱点，比如切断输入脂肪的攻击或许就能减缓或阻断癌细胞的生长。

目前研究人员正在试图识别在不同肿瘤中癌细胞会使用哪类受体来输入脂肪，以及哪些受体能被药物所靶向作用，此外，改变饮食中脂肪的组成或许在影响癌细胞生长上扮演着非常关键的作用。我们通常认为癌症的发生主要是由遗传突变所驱动的，但对于生活在具有挑战环境中（比如氧气缺乏的环境）的癌细胞而言，其环境同样重要，比如，刺激脂肪摄取的突变仅能在环境中确实存在这些脂肪的情况下才会促进肿瘤的生长。

综上，本文研究确定了氧化代谢在支持生物合成反应中的需求，并能为癌细胞在电子受体有限的条件下（比如缺氧）对脂质摄入的依赖提供一种机制上的理解。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Li, Z., Ji, B.W., Dixit, P.D. et al. Cancer cells depend on environmental lipids for proliferation when electron acceptors are limited. Nat Metab (2022). doi：10.1038/s42255-022-00588-8