Nature重磅：這種抗氧化劑竟能為癌細胞提供養料，切斷這一通道可顯著抑制腫瘤生長

題圖 | Pixabay

撰文 | 宋文法

氨基酸是癌細胞增殖、進展和耐藥性形成的核心物質，而腫瘤微環境因血管異常、高代謝消耗等特點，普遍存在氨基酸匱乏的問題，這使得腫瘤進化出獨特的氨基酸攝取、合成機制。因此，切斷腫瘤的氨基酸獲取機制是一種極具潛力的抗癌策略。

半胱氨酸，是腫瘤細胞的「必需氨基酸」，它不僅是蛋白質合成的基礎原料，還參與抗氧化劑（谷胱甘肽等）、合成代謝物（輔酶A等）的生成，對維持腫瘤細胞的氧化還原平衡、正常代謝至關重要。然而，尚不完全清楚腫瘤獲取半胱氨酸的完整途徑。

2026年3月18日，美國羅切斯特大學研究團隊在《自然》雜志上發表了一篇題為" Catabolism of extracellular glutathione supplies cysteine to support tumours "的研究論文。

這項研究顛覆了以往癌細胞獲取氨基酸的傳統認知，結果發現，即使完全阻斷腫瘤細胞自身合成抗氧化劑谷胱甘肽（GSH），也不能阻止腫瘤生長，這表明腫瘤自身合成谷胱甘肽并非腫瘤生長的必需條件，還存在其他獲取氨基酸途徑。

進一步發現，癌細胞會另辟蹊徑，利用細胞外的谷胱甘肽，將其分解為生長所必需的氨基酸半胱氨酸，以維持腫瘤生長。

重要的是，研究還證實，切斷這一氨基酸獲取途徑，可顯著抑制腫瘤生長，抑制γ-谷氨酰轉移酶（GGT，其可分解GSH，釋放氨基酸）可成功阻斷了腫瘤從細胞外獲取半胱氨酸，顯著抑制腫瘤生長，且沒有明顯毒副作用。

圖：論文截圖

在這項研究中，研究團隊首先在動物模型中發現，即使敲除了腫瘤細胞內谷胱甘肽合成基因，使腫瘤細胞內谷胱甘肽水平下降87-98%，也不能阻止腫瘤生長，表明腫瘤細胞內谷胱甘肽并非腫瘤生長的必需條件。

進一步分析發現，在多種癌癥類型中，腫瘤的間質液中谷胱甘肽水平遠高于血清（約10倍），這表明細胞外的谷胱甘肽可能是癌細胞的「救命糧」。

體外細胞模型發現，在缺乏半胱氨酸條件下，補充谷胱甘肽能有效恢復多種腫瘤細胞的存活和增殖能力，證實了細胞外谷胱甘肽可為腫瘤細胞生長提供營養。

從機制上講，谷胱甘肽本身是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的三肽。腫瘤細胞能利用細胞表面的γ-谷氨酰轉移酶（GGT），將細胞外谷胱甘肽分解為半胱氨酰甘氨酸，再轉化為半胱氨酸，進而為腫瘤的代謝提供養料。

同位素標記實驗證實，細胞外谷胱甘肽中的碳原子和氮原子確實被整合到了癌細胞的蛋白質和代謝產物中，證明了細胞外谷胱甘肽直接參與了細胞的物質構成。

細胞外谷胱甘肽為癌細胞提供氨基酸（圖：論文截圖）

基于此，研究團隊分析了抑制谷胱甘肽分解的抗癌效果，在小鼠腫瘤模型中，使用特異性抑制劑GGsTop抑制γ-谷氨酰轉移酶，會導致血清中谷胱甘肽積累，同時顯著降低腫瘤組織內的半胱氨酸水平，最終顯著抑制腫瘤生長，且沒有明顯毒副作用。

此外，通過補充N-乙酰半胱氨酸（NAC），可以逆轉GGsTop抑制劑的抗癌效果，這證實了其抗癌作用是通過阻斷半胱氨酸供應實現的。

研究人員表示，這項研究顛覆了腫瘤氨基酸獲取機制的傳統認知，首次明確了腫瘤細胞外谷胱甘肽作為腫瘤半胱氨酸「糧草庫」的重要作用，切斷腫瘤的外部氨基酸供應，有望成為未來癌癥治療的有效策略。

綜上，這項研究揭示了谷胱甘肽腫瘤發展中的全新非經典作用，提供了一個極具潛力的藥物靶點：γ-谷氨酰轉移酶（GGT），通過阻斷腫瘤的半胱氨酸來源，從而抑制腫瘤生長。

參考文獻：

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10268-2

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