一項新的研究發現，能量匱乏的乳腺癌細胞會吞噬周圍環境來克服饑餓。

這項研究由謝菲爾德大學的科學家進行，并于今天(2024 年 1 月 16 日星期二)發表在PLOS Biology上，為以前未知的癌細胞存活機制提供了新的見解，并可能為治療開發提供新的目標。

乳房中的細胞(包括腫瘤細胞)嵌入稱為細胞外基質 (ECM) 的網狀結構中。由于血流有限，ECM 中的營養物質稀缺，并且隨著腫瘤細胞的生長而變得更加稀缺。

謝菲爾德大學生物科學學院的首席研究員 Elena Rainero 博士和她的團隊研究了腫瘤如何在缺乏營養的情況下繼續生長，以及腫瘤細胞如何為自身提供原材料以支持其生長。

謝菲爾德大學的 Elena Rainero 博士 說：“這項研究發現了乳腺癌細胞在腫瘤內充滿挑戰的環境中生存所采用的一種新機制。”

“由于食物來源稀缺，癌細胞獲得了吞噬和消化周圍基質成分的能力。我們已經確定了細胞需要能夠利用基質的關鍵代謝過程，這可能代表一個新的治療靶點。”

在這項由英國癌癥研究中心資助的研究中，Rainero 博士和她的團隊將乳腺癌細胞接種到膠原蛋白(ECM 的主要成分)或商業基質制劑中，或者接種到塑料上，無論是否含有某些關鍵氨基酸。

如果沒有這些氨基酸，塑料上的細胞與一種或另一種基質中的細胞相比表現不佳。在其他基質模型中也看到了類似的結果——腫瘤細胞在被基質包圍時能夠克服氨基酸的減少。

接下來，通過熒光標記膠原蛋白并觀察其在細胞中的旅程，作者表明細胞吸收 ECM 并在稱為溶酶體的消化室中將其分解;當 ECM 經過化學處理以交聯其成分時，細胞無法攝取它。

進一步的研究表明，攝取是通過稱為巨胞飲作用的攝取過程進行的，在該過程中細胞吞噬大量的細胞外物質。

對它們代謝組的分析表明，酪氨酸和苯丙氨酸這兩種氨基酸的獲取和分解主導了饑餓反應的代謝變化。謝菲爾德的科學家指出，這兩者可以作為通過線粒體三羧酸(Krebs)循環產生能量的原材料。

當他們敲除高壓裝飾層壓板 (HPDL)(從苯丙氨酸到 TCA 的途徑中的一種中心酶)時，細胞生長明顯受損。

阻斷或減少 HPDL 或巨胞飲啟動子 PAK1 的表達，可降低腫瘤細胞遷移和侵入周圍組織的能力。

Rainero博士補充道： “我們的研究結果表明，乳腺癌細胞在營養匱乏時會利用細胞外基質中的營養物質，而這一過程取決于巨胞飲作用和關鍵氨基酸向能量釋放底物的代謝轉化。

“HPDL 介導的酪氨酸和苯丙氨酸代謝可能代表了在營養匱乏的微環境中生長的癌細胞的代謝脆弱性。”