癌細胞有一個出了名的軟肋:它們嗜好谷氨醯胺,這種氨基酸是它們快速增殖的關鍵燃料。
問題在於,這個軟肋太容易繞過去了。研究者們早就發現,當谷氨醯胺被切斷時,不少癌細胞會迅速切換代謝模式,啟用備用燃料繼續生長,讓針對谷氨醯胺依賴性設計的療法一次次失效。
現在,瑞士洛桑大學的研究團隊找到了這條"逃生通道"的關鍵開關,而這個開關的鑰匙,竟然是一種普通的維生素,維生素B7,也叫生物素。這項研究於2026年4月發表在細胞生物學頂級期刊《分子細胞》上。
谷氨醯胺不夠用?癌細胞有備案
要理解這個發現,需要先了解癌細胞的代謝邏輯。
正常細胞在營養充足時生長,在營養匱乏時放慢節奏。癌細胞不按這套規則出牌,它們需要持續快速地增殖,因此對谷氨醯胺的需求極為旺盛,谷氨醯胺為它們提供了構建蛋白質、合成DNA的原料,也參與維持線粒體的能量供應。
但當外部谷氨醯胺供應受到限制時,一部分癌細胞會啟動一套替代方案:轉向丙酮酸。丙酮酸是葡萄糖代謝的中間產物,在正常情況下它會被送入線粒體參與能量產生。癌細胞在谷氨醯胺短缺時,可以調用一種叫做丙酮酸羧化酶的線粒體酶,把丙酮酸重新引入生物合成通路,補上谷氨醯胺留下的空缺,維持細胞生長。
這就是癌細胞的"逃生通道"。而洛桑大學的研究揭示,這條通道有一道隱藏的門,必須有維生素B7才能打開。
丙酮酸羧化酶是一種依賴生物素才能發揮催化活性的酶。生物素像一個分子"許可證",附著在酶的特定位點上,激活它的工作能力。沒有足夠的生物素,丙酮酸羧化酶就失去活性,丙酮酸進不了這條替代通路,癌細胞的備用方案隨之失效,細胞生長因此停滯。
這個發現意味著,維生素B7的可用性,實際上是癌細胞代謝靈活性的一個硬性約束。
一個常見的基因突變,讓癌細胞更脆弱
更有價值的發現出現在基因層面。研究團隊還揭示了FBXW7基因的新角色,這個基因在多種癌症中頻繁發生突變,包括結直腸癌、白血病和胃癌。
FBXW7是一種腫瘤抑制基因,負責調控細胞內多種蛋白質的降解。研究發現,當FBXW7發生突變時,丙酮酸羧化酶的蛋白質水平會部分下降,導致這條替代代謝通路的效率降低。
論文第一作者米里亞姆·利斯西博士解釋說:"當FBXW7發生突變,丙酮酸羧化酶會部分消失,丙酮酸無法被高效利用,細胞也開始更加依賴谷氨醯胺。"
換句話說,攜帶FBXW7突變的癌細胞,在谷氨醯胺被切斷時,連備用方案都變得不可靠,它們的代謝靈活性被進一步削弱,對谷氨醯胺的依賴反而變得更深、更剛性。
這為臨床治療提供了一個清晰的靶向邏輯:對於攜帶特定FBXW7突變的癌症患者,針對谷氨醯胺代謝的干預策略可能比在其他患者中效果更顯著。研究團隊已通過患者樣本中發現的多種真實突變,在細胞實驗中直接驗證了這一關聯。
為什麼以前的治療總是"堵不住"
這項研究也給長期困擾腫瘤代謝治療領域的一個問題提供了新的視角。
過去十餘年,科學家和葯企投入了大量資源開發谷氨醯胺抑製劑,試圖通過"斷糧"來餓死癌細胞。但臨床結果普遍不理想,癌細胞的代謝適應能力一再超出預期。
現在這項研究的邏輯在於,單純切斷谷氨醯胺並不夠,因為癌細胞還有丙酮酸這條備用通道。如果能同時切斷維生素B7的供應,或者直接抑制丙酮酸羧化酶的活性,就相當於同時封住正門和逃生門,讓癌細胞真正陷入代謝困境。
該研究的通訊作者、洛桑大學免疫生物學系助理教授亞歷克西斯·茹爾丹總結道:"這為設計創新治療策略開闢了新途徑,需要同時靶向多個代謝通路,充分考慮腫瘤細胞極高的代謝靈活性。"
當然,從實驗室發現到臨床應用,還有相當長的路要走。生物素廣泛存在於日常食物中,單純通過飲食限制來切斷癌細胞的生物素供應,在現實中幾乎不可操作,也不安全。更現實的路徑,是開發能夠精準抑制腫瘤微環境中生物素利用的藥物,或者與現有治療手段組合使用。
但無論如何,這項研究精確定位了癌細胞代謝逃逸的一個核心節點,這在腫瘤生物學中是真實且重要的進展。
癌細胞並不是無懈可擊的,它只是比我們想像的更擅長找後門。現在,其中一扇後門被找到了。