综述：癌症中氨基酸的重编程

　　本综述系统阐述了氨基酸代谢重编程在肿瘤发生发展中的核心作用，涵盖关键酶、转运蛋白调控及肿瘤微环境（TME）互作，重点讨论了靶向氨基酸代谢的治疗策略（如饮食干预和药物开发），为癌症基础研究与临床转化提供了重要视角。

　　

非必需氨基酸

癌细胞通过重塑非必需氨基酸代谢以适应其快速增殖需求。谷氨酰胺（Gln）作为关键碳源和氮源，通过谷氨酰胺酶（GLS）催化转化为谷氨酸，进一步参与三羧酸（TCA）循环回补和抗氧化物质谷胱甘肽（GSH）合成。许多肿瘤类型依赖谷氨酰胺代谢（glutaminolysis）维持能量和生物合成，GLS抑制剂（如CB-839）已成为潜在治疗策略。丝氨酸（Ser）和甘氨酸（Gly）通过丝氨酸-甘氨酸-一碳单位（SGOC）代谢网络为嘌呤、嘧啶合成提供一碳单位，并影响表观遗传修饰（如DNA和组蛋白甲基化）。磷酸甘油酸脱氢酶（PHGDH）作为丝氨酸合成途径限速酶，在多种癌症中高表达。精氨酸（Arg）代谢涉及一氧化氮（NO）合成和多胺代谢，精氨酸酶（ARG）和一氧化氮合酶（NOS）活性失衡影响肿瘤免疫微环境。脯氨酸（Pro）代谢通过脯氨酸氧化酶（PRODH）参与活性氧（ROS）生成和能量代谢。天冬氨酸（Asp）是核苷酸合成前体，并通过天冬氨酸转氨酶（GOT）维持氧化还原平衡。半胱氨酸（Cys）通过胱氨酸/谷氨酸逆向转运体（system x_c^-）摄取，是GSH合成关键底物，靶向该转运体可诱导铁死亡（ferroptosis）。

必需氨基酸

必需氨基酸的代谢重编程同样驱动肿瘤进展。色氨酸（Trp）代谢主要通过犬尿氨酸（kynurenine）途径，由吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO1）或色氨酸2,3-双加氧酶（TDO）催化，产生免疫抑制性代谢物（如犬尿氨酸），促进肿瘤免疫逃逸。IDO1抑制剂已进入临床试验。支链氨基酸（BCAAs）（亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸）作为mTORC1信号通路激活剂，并通过支链氨基酸转氨酶（BCAT）参与氮代谢。甲硫氨酸（Met）作为甲基供体S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的前体，调控DNA和组蛋白甲基化等表观遗传过程。甲硫氨酸腺苷转移酶（MAT）表达异常与肿瘤增殖和耐药相关。饮食限制甲硫氨酸已显示抗肿瘤效果。

结论

氨基酸代谢重编程通过调控转运体（如system x_c^-）、关键酶（如GLS、PHGDH、IDO1）及肿瘤微环境互作，支持癌细胞生物合成、氧化防御和表观遗传重塑。靶向这些通路（如使用酶抑制剂、饮食干预）可抑制肿瘤生长并克服耐药性。

Declaration of competing interest

作者声明无已知竞争性财务利益或个人关系影响本研究。

Acknowledgments

本研究获浙江省“领雁”研发计划（2024C03152）、国家自然科学基金优秀青年基金（82222043）、国家自然科学基金（82172322）、浙江省自然科学基金（LRG25H200001）、国家重点研发计划（2024YFC2419100/103）资助。