肿瘤转移与氨基酸代谢
Oncogene, Volume 42 Issue 47 (2023)
Metabolic control of cancer metastasis: role of amino acids at secondary organ sites
doi：10.1038/s41388-023-02868-3
肿瘤转移的代谢控制：转移部位的氨基酸的作用
肿瘤细胞从原发部位扩散到远处器官是导致肿瘤相关死亡的主要因素，目前在大部分情况下难以治愈。尽管肿瘤转移在临床上普遍存在，但转移级联本身的效率非常低——只有0.02%的循环肿瘤细胞（CTCs）最终会形成临床可检测到的转移灶。1889年，英国外科医生Stephen Paget观察到肿瘤转移到的次生部位似乎并不完全是随机的。他提出了“种子和土壤”转移模型的假设，认为CTCs（种子）只有在“土壤”或转移部位是适合的环境时，才能成功扎根并建立转移性肿瘤。延续Paget的比喻，最近的证据表明这个“土壤”中营养物质的丰富程度可能是肿瘤细胞适应的一个关键方面。
自首次观察到Warburg效应以来，研究人员一直在探讨营养物质如何影响肿瘤细胞的行为。如今，与肿瘤相关的代谢适应被广泛认为是肿瘤的标志性特征和转移能力的基本组成部分。特别重要的是，肿瘤细胞利用氨基酸及其各种代谢产物在支持肿瘤细胞的生存和进展的关键过程中发挥作用。首先，而且可能最明显的是，快速分裂的肿瘤细胞必须维持足够的氨基酸储备，以提取用于蛋白质合成的构建过程。这些氨基酸能够进入三羧酸循环（TCA）以供给细胞的ATP，并能够被转化为脂质和核苷酸。除此之外，氨基酸还可以作为营养信号，包括作为神经递质，触发重要信号通路的激活，并在表观遗传修饰和基因表达调控中发挥关键作用。最后，这些重要的生物分子通过抗氧化剂谷胱甘肽的生成维持细胞内的氧化还原状态。
在本综述中，作者将讨论肿瘤细胞如何利用氨基酸代谢有效地在各种转移部位中生存并形成巨大的转移灶。虽然其他关键的代谢途径如糖酵解和脂肪酸氧化也会为肿瘤细胞的氨基酸生物合成做出贡献，但它们在转移中的重要性已在其他地方进行了回顾。作者在本文中还总结了氨基酸对肿瘤微环境中免疫细胞的影响以及利用这一知识进行治疗干预的潜力。