癌症中的谷氨酰胺代谢
继葡萄糖之后,谷氨酰胺是许多癌细胞最渴望消耗的营养物质。它作为补充 TCA 循环的碳源,并作为制造核苷酸和其他氨基酸的氮供体。一些肿瘤变得如此依赖它,这种依赖性被称为谷氨酰胺成瘾。
快速解答
继葡萄糖之后,谷氨酰胺是许多癌细胞最渴望消耗的营养物质。它作为补充 TCA 循环的碳源,并作为制造核苷酸和其他氨基酸的氮供体。一些肿瘤变得如此依赖它,这种依赖性被称为谷氨酰胺成瘾。
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免疫肿瘤学和肿瘤代谢
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谷氨酰胺酶将谷氨酰胺转化为谷氨酸,然后转化为 α-酮戊二酸,这是一种中间体,当其他中间体被排出进行生物合成时,它会重新填充 TCA 循环(回补)。这使得循环不断转向,为脂质合成提供柠檬酸盐和非必需氨基酸的前体。
释放的氮还促进核苷酸和己糖胺的合成,谷氨酰胺衍生的碳支持谷胱甘肽的产生,帮助细胞管理氧化应激。
是什么驱动了依赖性
MYC 是谷氨酰胺摄取和谷氨酰胺酶表达的强大驱动力,因此 MYC 扩增的肿瘤通常最依赖谷氨酰胺。瓦尔堡效应间接起作用:当葡萄糖碳从完全氧化中转移时,谷氨酰胺成为主要的回补来源。
并非所有肿瘤都依赖谷氨酰胺,并且依赖性会随着微环境而变化,因此这是一种特定环境的脆弱性,而不是普遍的脆弱性。
瞄准它
谷氨酰胺酶抑制剂(例如特拉格列司他)已在肾细胞癌和其他癌症中进行了测试。作为单一药物的活性受到限制,部分原因是当一条途径被阻断时,细胞会改变代谢路线,并且开发集中在组合上。
更广泛的谷氨酰胺拮抗剂前药也在试验中,包括它们对免疫微环境的影响。没有一种是成熟的癌症疗法。
解释和免疫角度
谷氨酰胺依赖不是常规分子报告所标记的东西,也没有配套测试。 MYC 扩增是最接近的可用代表肿瘤可能富含谷氨酰胺,但即便如此,也不能保证依赖性。
一个新的引起兴趣的原因是免疫代谢:T 细胞也需要谷氨酰胺,因此广泛的谷氨酰胺拮抗剂可以起到双向作用。在模型中,经过设计集中在肿瘤组织中的前药表明,使肿瘤挨饿,同时相对较少的 T 细胞可以提高抗肿瘤免疫力。是否可以翻译正在测试中。
要点
- ·谷氨酰胺补充 TCA 循环并为核苷酸和氨基酸合成提供氮。
- ·MYC 驱动的肿瘤通常最依赖谷氨酰胺。
- ·谷氨酰胺酶抑制剂的单药活性有限,正在联合测试。
将这些基因置于通路背景中
常见问题解答
哪些肿瘤最依赖谷氨酰胺?
尤其是 MYC 驱动的肿瘤,因为 MYC 强烈增加谷氨酰胺摄取和谷氨酰胺酶表达。依赖性是特定于环境的,可以随着微环境而变化,而不是普遍的。
谷氨酰胺实际上为癌细胞提供了什么?
当中间体排出用于生物合成时,碳可重新填充 TCA 循环,氮用于核苷酸和氨基酸合成,并支持谷胱甘肽的产生以管理氧化应激。
谷氨酰胺酶抑制剂是否获得批准?
不会。像特拉格列司他这样的药物显示出有限的单药活性,因为细胞改变了代谢途径,并且发展已转向组合。
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MYC 有 40+ 目前正在 ClinicalTrials.gov 上招募试验。 GeneAnalyses 摘要 每天总结新的和变化的内容。