研究修正了对癌症代谢的认识

肿瘤以高利率消耗葡萄糖，但Vanderbilt研究人员的团队发现，癌细胞本身不是罪魁祸首，在过去100年中已经开发和精致的癌症代谢模型。

相反，非癌症细胞在一个瘤- 天常免疫细胞称为巨噬细胞 - 具有最高的葡萄糖摄取，本集团于4月7日报告的期刊自然。调查人员表示，肿瘤微环境中不同细胞使用不同的细胞使用不同的营养素来利用不同的营养素来开发新的疗法和成像策略。

“癌症新陈代谢的领域已经在过去的20年里爆炸了，但这一直基于这一观察结果，奥托沃斯堡于1922年发表 - 癌细胞可以以非常高的速度消耗葡萄糖，”杰弗里·拉特特尔，博士说。，Cornelius Vanderbilt免疫生物学教授和Vanderbilt Center的主任免疫学科。“我们现在知道肿瘤包括许多类型的细胞，并且令人惊讶的是，非癌细胞实际上是肿瘤中的主要葡萄糖消费者。”

Warburg的观察也是正电子发射断层扫描（PET）的肿瘤成像的基础，它使用葡萄糖（FDG）的放射性示踪剂基于其葡萄糖代谢来“点亮”癌细胞。但FDG-PET并不总是给予临床医生所期望的结果。

“我一直很好奇为什么PET扫描“热”或“不热”多年来因为我研究肾癌类型,从我们了解生物学,应该点亮热宠物,经常没有,”w Kimryn Rathmell,医学博士,博士,休·j·摩根医学教授、系主任。“杰夫和我就哪些细胞在使用葡萄糖进行了多次对话:是癌细胞吗?是免疫细胞?它们是如何组合在一起的?你可以想象一下我们的餐桌。”

两个md-ph.d。杰里恩里德梅尔的学生 - 布拉德利·雷德德克费尔德·莱特梅尔的马修·麦克斯（Jeff Rathmell）的小组 - 接受了回答这些问题的挑战。在概念中，他们的方法很简单：用肿瘤施用宠物跟踪器，用细胞表面标记蛋白和流式细胞术分离肿瘤，将肿瘤分离成各种细胞类型，并测量细胞中的放射性。

该团队使用了两种不同的宠物示踪剂，一个葡萄糖，一个用于营养谷氨酰胺，以及六种不同的肿瘤模型，包括结肠直肠癌，肾癌和乳腺癌。在每种情况下，他们发现骨髓免疫细胞（主要是巨噬细胞）具有最高的葡萄糖摄取，其次是T细胞和癌细胞。相比之下，癌细胞具有最高的谷氨酰胺摄取。

“我们认为这是一种普遍现象，适用于各种癌症类型，”麦登说。

研究人员展示了某些细胞信号传导途径而不是限制营养素推动了葡萄糖和谷氨酰胺摄取的差异。

该研究结果与肿瘤微环境中的代谢竞争的普遍看法对比，其中癌细胞“赢得”耗尽营养物质并抑制免疫细胞。

“这个想法一直是癌症细胞吞噬所有葡萄糖，因此，免疫细胞无法获得足够的葡萄糖，不能做出足够的葡萄糖，“Madden说。”我们的数据表明营养成分不受限制。相反，细胞被编程为消耗某些营养素，并且在细胞之间存在营养素的划分：癌细胞拿起谷氨酰胺和脂肪酸;免疫细胞接受葡萄糖。“

Reinfeld表示，了解肿瘤微环境中的细胞使用不同的营养物“可以允许特异性地靶向特定细胞类型或用于新疗法或用于成像人的肿瘤。”

Kimryn Rathmell补充道，“我们现在处于一个良好的地方，能够拥有更复杂的宠物放射反射物。现在是时候考虑测试患者的氟化谷氨酰胺或其他营养探针了。”

她说，调查结果对解释FDG-PET成像结果也很重要。“我们一直订购FDG-PET扫描，我们需要有一个良好的感觉，这些信息提供了我们的信息。我们用它来判断肿瘤反应，但它可能会告诉我们炎症反应而不是肿瘤反应。”

Jeff Rathmell所涉及的协作项目涉及REINFELD和MADDEN，并指出，这两个学生在医学家培训计划中达到了他们的同学探索额外的肿瘤模型。“这是一个非常充满活力和有趣的合作，”他说。

范德堡大学的其他研究小组包括查尔斯·曼宁、大卫·梅里曼、蕾切尔·约翰逊、马修·威尔逊和克里斯托弗·威廉姆斯。这项研究还与芝加哥大学(University of Chicago)的亚历山大·缪尔(Alexander Muir)和最近被任命为麻省理工学院综合癌症科赫研究所(Koch Institute for Integrative Cancer Research)新主任的马修·范德海登(Matthew Vander Heiden)的实验室团队进行了密切合作。

---

---