在肿瘤的世界里，癌细胞就像一群 “疯狂生长的侵略者”，它们所处的肿瘤微环境（Tumor Microenvironment）十分复杂。一直以来，缺氧（Hypoxia）和酸中毒（Acidosis）被视为肿瘤微环境的重要特征，吸引了众多科研人员的目光。然而，近年来，氨（Ammonia）在肿瘤微环境中的角色逐渐受到关注。肿瘤细胞旺盛的代谢活动使得氨在肿瘤间质液中不断积累，其浓度可达 1 - 10 mM。可目前，人们对癌细胞如何应对这一高氨环境知之甚少，这就像在黑暗中摸索，找不到方向。为了揭开这个谜团，来自挪威北极大学（UiT The Arctic University of Norway）的研究人员踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Cell Death Discovery》上，为我们理解肿瘤微环境中的复杂机制提供了新的线索。
研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，培养了 A549、A431、HT29 和 HCT116 等多种癌细胞系；通过蛋白质免疫印迹法（Western blot analysis）检测相关蛋白表达；利用流式细胞术（Flow cytometry）分析细胞周期、细胞死亡情况等；借助质谱（Mass spectrometry）进行定量蛋白质组学研究，全面分析氨处理后细胞蛋白质组的变化。
氨抑制癌细胞生长（Ammonia inhibits cell growth at tumour - relevant concentrations）：研究人员在含有不同浓度NH4?Cl（0、4、10 和 40 mM）的培养基中培养多种癌细胞系。结果显示，4 mM NH4?Cl能适度抑制多数癌细胞系生长，10 mM NH4?Cl抑制作用更强，40 mM NH4?Cl处理 24 小时后，癌细胞停止生长，数量甚至下降。进一步分析发现，氨可使细胞周期分布改变，抑制 DNA 合成，减缓细胞进入 M 期的进程。
氨不触发特定检查点，也不引起细胞凋亡（Ammonia does not trigger the ATR/ATM - mediated checkpoint, nor does it cause apoptosis）：通过流式细胞术分析，研究人员发现随着NH4?Cl浓度增加，细胞内颗粒增多，细胞死亡增多，但这种死亡并非由凋亡相关蛋白 PARP 或 Caspase 3 的切割引起，而是坏死（Necrosis）。同时，氨暴露也未激活 ATR/ATM 介导的 DNA 损伤检查点，高浓度氨（40 mM NH4?Cl）最终会通过 CDK4/6 - Rb 信号通路使细胞周期停滞在 G1 期。
氨导致内溶酶体系统多种成分表达增加（Ammonia causes increased expression of various components of the endolysosomal system）：对 A549 细胞进行基于质谱的定量蛋白质组学研究后发现，暴露于 4 mM NH4?Cl 24 小时后，内溶酶体系统相关蛋白表达显著变化。如溶酶体标记蛋白 LAMP1 和内体标记蛋白 CD63 阳性囊泡的数量和大小都有所增加，这表明氨主要影响内溶酶体系统，导致相关蛋白积累。
氨抑制溶酶体介导的自噬标记物 LC3B 的降解（Ammonia inhibits lysosome - mediated degradation of the autophagic marker LC3B）：研究发现，随着NH4?Cl浓度增加，LC3B 表达显著上升。但这并非由于自噬增强，而是因为溶酶体介导的 LC3B 降解受到抑制。当细胞外NH4?Cl浓度达到 10 mM 及以上时，溶酶体介导的 LC3B 降解基本停止。
低细胞外 pH 抵消细胞外氨的溶酶体促渗效应（Low extracellular pH counteracts the lysosomotropic effect of extracellular ammonia）：研究人员发现，细胞外 pH 对氨的作用影响巨大。在低 pH（pH 6.8）环境下，氨对自噬底物降解的抑制作用明显减弱，对溶酶体蛋白酶 Cathepsin D 成熟的抑制也减轻。这表明低细胞外 pH 可抵消氨的溶酶体促渗效应，减少氨对细胞内酸性细胞器的碱化作用。
低细胞外 pH 抵消细胞外氨的影响（Low extracellular pH counteracts the effects of extracellular ammonia）：在低 pH（pH 6.8）培养基中培养癌细胞时，4 - 10 mM NH4?Cl对 A549、A431 和 HT29 细胞生长的抑制作用显著减轻。这说明低细胞外 pH 能有效抵消氨对癌细胞生长的抑制作用，细胞外 pH 与氨浓度的平衡对癌细胞的生长和命运至关重要。
