研究人员利用细胞自毁来治疗脑肿瘤

胶质母细胞瘤是成人中最常见的脑肿瘤类型。这种疾病是100%致命的，并且无法治愈，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了解肿瘤的生物学，以创造更好的治疗方法。

神经外科助理教授Dominique Higgins博士已经注意到了这一呼吁。希金斯和哥伦比亚大学的一组研究人员发现，胶质母细胞瘤肿瘤细胞对铁死亡特别敏感 - 一种可以通过从饮食中去除某些氨基酸来触发的细胞死亡。

“首先，我们发现，当我们去除动物模型中的某些氨基酸时，胶质母细胞瘤细胞更有可能因铁死亡而死亡，”希金斯博士说。“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死亡方面更有效。

他们的研究结果发表在Nature Communications上。

铁死亡是一种铁依赖型的“程序性细胞死亡”或导致细胞在命令下“自毁”的生物过程。除非绝对必要，否则我们的身体不需要杀死细胞，因此该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，因为铁死亡仅在十年前才被发现。

“最近发现的铁死亡增加了这一切的兴奋，”希金斯说，他是UNC Lineberger综合癌症中心的成员。“这确实是一个快速增长的研究机构，我们发现它对许多生物过程非常重要，而不仅仅是在癌症中。

每个细胞都有一定的安全功能，以防止它以不可预测的方式经历铁死亡。两种氨基酸，半胱氨酸和蛋氨酸，对于防止该过程在细胞中开始至关重要。我们通常通过饮食来获取这些氨基酸。

因此，希金斯的研究团队决定将精力集中在这些组件上。

通过定制饮食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通过铁死亡的可能性显着增加。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达到比以前更有效的效果。最终，动物模型在节食后提高了生存率。

“现在，我们需要找到一种方法来消除饮食需求，同时仍然保持患者可能具有的能量需求，尤其是癌症患者，他们的要求与普通患者不同，”希金斯说。

在证明这种饮食在动物模型中是有效的之后，希金斯正在与UNC Lineberger的同事合作，为胶质母细胞瘤患者开发一项临床试验。他计划在手术前让患者节食，以了解它如何影响身体和肿瘤。一旦他从大脑中切除肿瘤，他就会对其进行分析，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，因此有希望这种饮食可用于在化疗和/或手术后添加一些额外的 umph，以切除全身肿瘤。

希金斯还与UNC Eschelman药学院药物工程和分子药剂学教授，神经外科副教授Shawn Hingtgen博士合作，研究大脑在更自然的环境中对治疗的反应。

Hingtgen是Project Brainslice的整体资助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。希金斯坚持认为，这是研究治疗反应的更好方法，而不是简单地在塑料培养皿中观察它。

Project Brainslice只是北卡罗来纳大学医学院研究人员触手可及的众多不同研究工具之一。

“我们有很多UNC独有的不同研究工具，这是我想来UNC的主要原因之一，”2022年秋季加入UNC神经外科的希金斯说。“就以精确的动物模型研究临床问题的能力而言，它是该国为数不多的拥有既定设置的地方之一。

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