Nature子刊发布肿瘤代谢图谱，有助于了解癌症机制

　　威尔·康奈尔医学院和纪念斯隆·凯特琳癌症中心的研究人员近日在《Nature Metabolism》上发表了一份癌症代谢图谱（CAMP），为确定癌症的深层机制提供了一种新方法。

　　

威尔·康奈尔医学院和纪念斯隆·凯特琳癌症中心的研究人员近日在《Nature Metabolism》上发表了一份癌症代谢图谱（CAMP），为确定癌症的深层机制提供了一种新方法。

研究人员将新的和现有的代谢物和基因活性数据集相整合，建立了癌症代谢图谱。这份图谱包含988个肿瘤和正常组织对照样本的数据，覆盖11种不同癌症类型。他们在数据分析后揭示了基因与代谢物的两大类联系，这些联系指向了不同癌症类型的作用机制。

这项研究的资深作者、威尔·康奈尔医学院生理学和生物物理学系助理教授Jan Krumsiek博士表示：“这份新的图谱将有助于我们了解肿瘤是如何运作的。” 

代谢物是指组织和血液中的有机小分子，在代谢过程中使用或产生。它们通常在生化反应中起作用，为细胞提供能量，或作为蛋白质、糖类、脂类、DNA和RNA的组成部分。

组织中的代谢物水平是生物学中重要的信息之一，研究人员已经知道，癌症中的关键事件，如肿瘤的发展和耐药性的获得，都伴随着代谢物的显著变化。将这些与癌症相关的代谢物变化与基因活性的变化联系起来，有助于科学家了解这些代谢物发生变化的原因——例如，哪些酶或其他蛋白质驱动了这些变化。在某些情况下，破坏这些机制也许有助于对抗癌症。

研究人员创建的CAMP数据库旨在促进此类分析，因为它收录了原发性肿瘤样本中代谢物和基因活性水平的数据。然而，把它们整合在一起却是一个严峻的挑战。

“与RNA测序等研究方法相比，代谢研究中所使用方法的标准化程度要低得多，” Krumsiek说。“通常情况下，两项不同的癌症代谢物研究不会测量同一组代谢物，甚至两项研究中测量的代谢物有时在数据集中也会有不同的名称。”

研究人员艰难地比对了各个数据集中的不同特征，通过搜索数据库中各个癌症类型中所特有的基因-代谢物关系来寻找广泛的癌症机制线索。

他们发现，一种模式是在意料之中的：一些代谢物与编码酶及其他蛋白质的基因密切相关，这些蛋白质能够产生代谢物或调控其水平。Krumsiek博士认为，鉴定出控制癌症相关代谢物水平的基因有助于进一步研究这些代谢物在驱动癌症方面的作用。

然而，在他们发现的另一个模式中，一些代谢物与一系列基因的活性密切相关，但这些基因与代谢物的产生和加工并没有明确的关系。在深入分析相关基因后，研究人员意识到这种模式可能反映了免疫细胞的存在，而免疫细胞往往会渗透到实体瘤中。

“免疫细胞似乎正在大规模地影响这些肿瘤样本的代谢物图谱，”Krumsiek博士说。

他补充说，这些结果强调了需要了解肿瘤样本中不同细胞类型的贡献。为此，研究团队计划转向更先进的技术，在肿瘤样本的精确位置“绘制”基因活性和代谢物水平。

原文检索

Benedetti, E., Liu, E.M., Tang, C. et al. A multimodal atlas of tumour metabolism reveals the architecture of gene–metabolite covariation. Nat Metab 5, 1029–1044 (2023). https://doi.org/10.1038/s42255-023-00817-8