癌细胞以其“谷氨酰胺成瘾”而著称，但许多癌细胞能通过转而利用替代燃料来规避这一弱点。研究人员发现，维生素B7起着代谢“许可证”的作用，通过一种关键酶促成了这一逃逸路径。一旦缺乏生物素，癌细胞便会丧失这种灵活性并停止生长。某种癌症相关基因的突变甚至能加剧这种脆弱性，从而为治疗提供了一个极具前景的新靶点。
所有细胞都必须适应营养供应的变化才能生存。然而，有些细胞变得特别依赖谷氨酰胺，这是一种在代谢中起主要作用的氨基酸。谷氨酰胺提供构建蛋白质和DNA所需的重要成分，没有它，细胞就无法继续生长和分裂。
癌细胞就是一个典型的例子。许多肿瘤表现出科学家所谓的“谷氨酰胺成瘾”，意味着它们严重依赖这种营养物质。尽管这种依赖性被视为一种弱点，但许多癌症找到了规避它的方法。在发表于《分子细胞》期刊的一项研究中，由洛桑大学（Unil）生物与医学学院（FBM）免疫生物学系（DIB）助理教授Alexis Jourdain领导的团队，揭示了这种适应性背后的细胞过程的新见解。
丙酮酸和维生素B7如何维持细胞生长
这项由Jourdain教授实验室的博士后研究员Miriam Lisci博士领导的研究，重点关注富含碳的分子，特别是丙酮酸。这些分子可以使细胞即使在谷氨酰胺稀缺的情况下也能继续分裂。
研究团队发现，这一过程依赖于一种名为丙酮酸羧化酶的线粒体酶。这种酶需要维生素B7（或生物素）才能发挥作用。当维生素B7不可用时，该酶就会停止工作，细胞生长也会停止。通过这种方式，生物素充当了“代谢许可证”，允许丙酮酸进入细胞的能量系统，并弥补谷氨酰胺的缺乏。
FBXW7基因突变增加癌症的脆弱性
这项研究还揭示了FBXW7基因的新作用，该基因通常与癌症有关。文章的第一作者Miriam Lisci解释说：“当FBXW7发生突变时——这种情况在某些癌症中很常见——丙酮酸羧化酶会部分消失，丙酮酸无法再被有效利用，细胞变得依赖谷氨酰胺。”
研究人员证实，在患者身上发现的特定FBXW7突变可以直接触发这种对谷氨酰胺依赖性的增加。这些发现是通过与FBM的代谢组学和蛋白质组学平台，以及美国东北大学Owen Skinner教授团队的合作得以实现的。
为何某些癌症治疗会失败及未来展望
这些发现也有助于解释为什么旨在阻断谷氨酰胺的疗法并不总能成功。癌细胞可以切换到替代代谢途径以求生存。
该研究的资深作者Alexis Jourdain总结道：“从长远来看，这项研究为更好地理解癌症的代谢脆弱性，以及设计考虑到肿瘤细胞巨大代谢灵活性的创新治疗策略开辟了新途径，特别是通过同时靶向多条代谢途径。”