哥倫比亞大學和麻省理工學院的研究人員正在揭示癌細胞頻繁依賴脂肪輸入的意外原因。這一發現可以幫助研究人員更好地理解和控制腫瘤的發展。這項研究由麻省理工學院科赫中心主任Matthew G. Vander Heiden博士和哥倫比亞大學瓦格洛斯醫學院系統生物學副教授Dennis Vitkup博士共同領導，最近發表在《自然代謝》雜誌上。
我們呼吸的氧氣和攝入的普通營養物質（如脂肪）很可能對癌細胞的發展至關重要。氧氣在身體的能量生產中起着重要作用。這導致我們在運動時呼吸變得更加困難。人們通常認為癌細胞的生長受到能量的限制，因為許多癌細胞存在於缺氧的環境中。
然而，氧氣在形成新細胞所需的生物大分子的生產中也扮演着一個不太為人所知的功能，它在這些化學反應中充當氧化劑。當氧氣匱乏時，細胞不能產生促進生長的輔助因子NAD+，而這是幾個生物合成反應所需要的。這也停止了它們的關鍵合成反應。
令人驚訝的是，這項新研究發現，缺氧的癌細胞往往擁有超過其生長所需的能量。當研究人員向細胞添加額外的能量生產營養物質時，癌細胞並沒有反應。
相反，當研究人員使用各種方法來疏通因缺氧而被抑制的生物合成途徑時，癌細胞有力地增加了增殖。
研究人員發現，雖然各種生物合成途徑對氧氣的可用性很敏感，但脂肪的合成是受影響最大的。脂肪分子被用來創造新細胞的膜，而脂肪合成對於需要合成新膜以促進其生長的癌細胞來說，尤其具有挑戰性。如果不能獲得氧氣，細胞就不能充分供應其脂肪合成途徑。
Vitkup說：“使我們的結果非常反常的是，脂肪合成不被認為是一個需要大量氧氣的過程。但是我們的實驗證明，癌細胞使用的氧氣中高達30%不是用於產生能量，而是用於合成脂肪。”
由於氧氣對生物合成的影響，在氧氣有限的環境中生長的癌細胞強烈依賴從環境中輸入脂肪。這為癌細胞創造了一個關鍵的弱點，如切斷其輸入脂肪的供應可能會減緩或停止癌症的生長。
Vitkup的團隊現在正試圖確定癌細胞用來將脂肪導入不同腫瘤的受體，以及哪些受體可以成為藥物的目標。該研究還表明，改變飲食中的脂肪組成可能在影響癌症生長方面發揮重要作用。
Vitkup說：“我們通常認為癌症主要是由基因突變驅動的，但對於生活在挑戰性條件下的癌細胞，如缺氧，它們的環境同樣重要。例如，刺激脂肪吸收的突變只有在它們的環境中確實存在這些脂肪的情況下才會促進腫瘤生長。”