利用细胞自我毁灭来治疗脑肿瘤

　　神经外科助理教授Dominique Higgins医学博士和哥伦比亚大学的一组研究人员发现，恶性胶质瘤肿瘤细胞对铁死亡特别敏感，铁死亡是一种细胞死亡，可以通过从饮食中去除某些氨基酸而引发。

　　

   

   

MRI显示胶质母细胞瘤术前和术后。

胶质母细胞瘤是成年人最常见的脑瘤类型。这种疾病是100%致命的，没有治愈方法，使其成为最具侵略性的癌症类型。如此糟糕的预后促使研究人员和神经外科医生去了解肿瘤的生物学，以创造更好的治疗方法。

神经外科的助理教授Dominique Higgins响应了这个号召。Higgins和哥伦比亚大学的一组研究人员发现，恶性胶质瘤肿瘤细胞对铁死亡症特别敏感，铁死亡是一种细胞死亡，可以通过从饮食中去除某些氨基酸引发。

Higgins博士说:“首先，我们发现，当我们在动物模型中去除某些氨基酸时，胶质母细胞瘤细胞更有可能死于铁死亡。其次，我们发现去除这些氨基酸使我们的药物在诱导癌细胞铁下垂方面更有效。”

他们的研究结果发表在《Nature Communications》杂志上。

铁死亡是一种依赖铁的“程序性细胞死亡”或一种导致细胞在命令下“自毁”的生物过程。除非绝对必要，我们的身体不需要杀死细胞，所以这个过程受到某些生物机制的严格控制。然而，研究人员现在才开始理解这一过程，因为铁死亡在十年前才被认识到。

Higgins是北卡罗来纳大学莱因伯格综合癌症中心的一名成员，他说:“最近发现的铁死亡更令人兴奋。这是一个快速发展的研究机构，我们发现它对许多生物过程都非常重要，而不仅仅是在癌症中。”

每个细胞都有一定的安全特性，以防止它以一种不可预测的方式经历铁死亡。半胱氨酸和蛋氨酸这两种氨基酸对于阻止细胞内的这一过程至关重要。我们通常通过饮食摄入这些氨基酸。

因此，Higgins的研究团队决定将精力集中在这些组件上。

通过定制饮食来剥夺动物模型的半胱氨酸和蛋氨酸，他们发现胶质母细胞瘤细胞明显更有可能死于铁死亡。他们还发现，这种饮食使他们的化疗药物更容易启动程序性细胞死亡，这意味着非常低的剂量能够获得比以前更有效的效果。最终，动物模型在节食后存活率有所提高。

Higgins说:“现在，我们需要找到一种方法，通过饮食需求来消除这些成分，同时仍然保持患者可能具有的能量需求，特别是癌症患者，他们的需求与普通患者不同。”

在证明了这种饮食在动物模型中是有效的之后，Higgins正在与北卡罗来纳大学莱因伯格分校的同事合作，为胶质母细胞瘤患者进行临床试验。他计划让患者在手术前进行这种饮食，以了解它对身体和肿瘤的影响。一旦他将肿瘤从大脑中移除，他将对其进行分析，看看肿瘤对饮食的反应如何。

这种类型的饮食也被证明对肉瘤、肺癌和胰腺癌非常有效，所以有希望用这种饮食来为化疗和/或手术提供额外的支持，以清除全身肿瘤。

Higgins还与Shawn Hingtgen博士合作，他是北卡罗来纳大学Eschelman药学院的药物工程和分子药剂学教授，也是神经外科学系的副教授，研究大脑在更自然的环境下对治疗的反应。

Hingtgen是brain slice项目的总授权PI，这是一个多机构的努力，使用在脑组织切片上生长的肿瘤样本来测试神经疗法。Higgins坚持认为，这是一种比简单地在塑料盘子中观察治疗反应更好的方法。

“大脑切片计划”只是北卡罗来纳大学医学院研究人员随手可得的众多不同研究工具之一。

“我们有很多北卡罗来纳大学独有的不同研究工具，这是我想来北卡罗来纳大学的主要原因之一，”Higgins说，他于2022年秋季加入北卡罗来纳大学神经外科。“就用精确的动物模型来研究临床问题的能力而言，它是全国少数几个拥有成熟设施的地方之一。”

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