Nat Commun：新研究揭示色氨酸促进MYC驱动的肝肿瘤产生机制

肝细胞癌（HCC）是肝癌的一种病理类型，占原发性肝癌主要的病理类型中85%～90%。根据世界卫生组织2020年的数据，HCC是全球癌症相关死亡的第三大原因，针对它的有效治疗方案有限，五年生存率约为30%。

在一项新的研究中，来自德克萨斯大学西南医学中心的研究人员发现不含色氨酸的饮食能有效阻止小鼠肝癌的生长。这一发现为基于饮食的癌症治疗提供了新的见解，并强调了色氨酸代谢物吲哚-3-丙酮酸（indole 3-pyruvate, I3P）在肝肿瘤发生中的关键作用。相关研究结果近期发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“Tryptophan fuels MYC-dependent liver tumorigenesis through indole 3-pyruvate synthesis”。

论文通讯作者为、德克萨斯大学西南医学中心细胞生物学与儿童医学中心研究所副教授Maralice Conacci-Sorrell 博士说，“这项新的研究表明量身定制的饮食调节可能作为癌症治疗的有力辅助手段。我们的实验室之前已发现，通用癌基因 MYC 会增加肝肿瘤对色氨酸的需求，而这项研究正是建立在这一发现的基础之上。”

这项新的研究表明，由癌基因MYC驱动的肝癌生长特别依赖色氨酸，而色氨酸会转化为 I3P 和其他代谢物。通过从小鼠的饮食中去除色氨酸，研究者阻止了 MYC 驱动的肝肿瘤的生长，并恢复了肝细胞中正常的基因表达。值得注意的是，这种饮食干预并不影响正常细胞中的蛋白合成，这表明这是一种不影响健康组织的靶向治疗方法。

图片来自Nature Communications, 2024, doi:10.1038/s41467-024-47868-3

Conacci-Sorrell博士说，“肝肿瘤需要大量色氨酸来产生致癌代谢物（oncometabolite）I3P。不含色氨酸的饮食通过一种依赖于I3P但不依赖于翻译的机制来阻止肝肿瘤的生长，其中翻译是利用氨基酸合成蛋白的过程。由于色氨酸是蛋白质组中丰度最低的氨基酸，短期饮食控制对健康组织是安全的，但对癌细胞则不安全。”

色氨酸含量较高的食物有火鸡、红肉、猪肉、鸡肉、豆腐、牛奶、大豆（包括毛豆）、藜麦、燕麦和鱼。

这项研究强调了色氨酸代谢在癌症中的复杂作用。虽然色氨酸经代谢后可转化成多种重要化合物，包括神经递质血清素和B族维生素烟酸的前体分子——犬尿氨酸（kynurenine），但是它也表明，MYC驱动的肝肿瘤更倾向于利用色氨酸产生I3P，而不是犬尿氨酸。这种转变强调了靶向特定代谢途径治疗癌症的潜力。

研究者还发现，补充 I3P 可以恢复色氨酸缺乏的肝癌细胞的生长，这进一步强调了这种代谢物在癌症发展中的关键作用。这些发现表明靶向I3P或它的产生途径可能是一种可行的治疗策略。

Conacci-Sorrell博士说，“这项研究不仅增进了人们对肝癌生物学的了解，还为开发个性化癌症疗法提供了一种前景广阔的方法。”（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Niranjan Venkateswaran et al. Tryptophan fuels MYC-dependent liver tumorigenesis through indole 3-pyruvate synthesis. Nature Communications, 2024, doi:10.1038/s41467-024-47868-3.