与邻居相比癌细胞加快了合成速度

肿瘤由快速增殖的癌细胞组成。了解哪些生化过程促进了它们的不断生长，可以为治疗目标提供线索。

圣路易斯华盛顿大学的研究人员开发了一种技术，可以从另一个维度研究肿瘤的生长——从字面上看。科学家们建立了一种新方法来观察整个组织在空间上以何种速率使用了哪些营养素。

通过使用这种多维成像方法，他们确定了其活动在脑癌中独特升高的通路，为潜在的治疗策略提供了线索。该研究于 5 月 19 日发表在Nature Communications上。

“我们想出了如何直接从组织的离散区域推断生化反应的速率，”迈克尔和塔纳鲍威尔艺术与科学化学教授兼医学院医学教授加里帕蒂说。Patti 也是巴恩斯犹太医院 Siteman 癌症中心和华盛顿大学医学院的研究成员，是这项新研究的资深作者。

人类生物学本质上是 3D 的。新兴的空间生物学领域旨在通过对基因、蛋白质和代谢物的位置进行成像来捕捉这种几何形状。Patti 及其同事报告的方法将空间分析扩展到通量，即分子在细胞内转化的速率。

“其他技术提供了本质上是生物化学的路线图。我们的目标是增加对不同道路上交通速度的测量，”帕蒂说。

通过帕蒂的类比，新方法类似于谷歌地图中使用绿色和红色来指示给定街道上汽车密度的功能。

研究人员使用胶质母细胞瘤(一种致命的人类脑癌)小鼠模型，创建了“肿瘤生态系统”的高分辨率地图。这使他们能够分辨出哪些分子位于大脑的哪些部位，以及这些分子转化为其他物质的速度有多快。

结果揭示了脑肿瘤中的癌细胞如何获得脂质，脂质是脂肪的基本成分。

需要脂质来形成细胞的最外层覆盖物，称为膜。随着癌细胞的繁殖，它们需要脂质来包裹新细胞。Patti 之前的研究表明，癌细胞更喜欢从其局部环境中清除脂质。但那是在与培养基中存在的脂质隔离培养癌细胞的时候。

这项新研究表明，大脑中的癌细胞倾向于制造而不是吸走它们繁殖所需的脂质。

“大脑是一个独特的环境。与肿瘤所在的其他组织相比，脂质的可用性更为有限，”Patti 解释说。

与周围的健康组织相比，脑肿瘤中某些脂质的合成速度高达 8 倍。尽管增加的确切幅度各不相同，但这种模式在整个肿瘤的癌细胞中惊人地一致。

“单个肿瘤可以跨越多个不同的环境。中心可能缺氧，而外部与健康组织接触，”帕蒂说。“你可能已经预测到这些不同地区之间的差异，但我们没有观察到任何类似的模式。”

这一发现很重要，因为知道脑肿瘤内的癌细胞依赖相同的生化途径来促进它们的生长，这意味着科学家可以将其作为目标来减缓或阻止疾病进展。

“当一条通路更加活跃时，它的通量就会上升。这使它成为治疗干预的良好候选者，”Patti 说。“我们很高兴测试脂肪酸延伸的损伤是否能有效治疗小鼠疾病模型。”