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长久以来，科学家一直怀疑某些（而非所有）癌细胞需要依靠糖类作为能量来源。 2017年5月26日，英国《自然·通讯》在线发表美国德克萨斯大学达拉斯分校、德克萨斯大学西南医学中心、德克萨斯圣马可学校、内布拉斯加大学医学中心、洛杉矶加利福尼亚大学、韩国庆北国立大学、日本东京大学、大阪国际癌症研究所的研究报告，发现在非小细胞肺癌中，鳞状细胞癌（鳞癌）对糖类最依赖，其独特代谢表型造成对糖酵解抑制作用的选择性弱化。 该研究首先根据来自超过1.1万例患者33种癌症的大样本数据库癌症基因组图谱（TCGA）分析了非小细胞肺癌两种主要亚型（腺癌和鳞癌）的新陈代谢，发现肺鳞癌的葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）高表达，肺腺癌则否。GLUT1主要负责将葡萄糖摄入细胞，提供基本能量来源并促进细胞新陈代谢，也是正常细胞功能（如建造细胞膜）所必需的。随后，通过检查人肺组织、体外肺癌细胞、肺癌动物模型，同样发现鳞癌亚型的GLUT1高度活跃，而腺癌对糖的依赖性低得多。当向肺癌小鼠注入GLUT1抑制剂时，鳞癌细胞数量减少，虽然并未完全消失，但是肿瘤生长速度减缓。反之，腺癌却无任何显著变化。 图、非小细胞肺癌两种亚型对葡萄糖的代谢不同。右侧肺鳞癌细胞与左侧肺腺癌细胞相比，绿色的GLUT1表达更多。该研究结果可能有助于开发靶向抑制GLUT1的新型肺癌疗法。 鳞癌大约占肺癌的四分之一，难以使用靶向疗法治疗。既往研究认为这两种类型癌症的新陈代谢特征相似，但是此次研究表明两者完全不同，证实癌症并非一种疾病，而是有非常不同特征的多种疾病。该研究加强了癌症与糖的相关性，首次证明不同类型癌症新陈代谢的独特性和唯一性，为开发鳞癌亚型治疗新方法提供了新思路。 该研究还发现其他四种鳞癌的GLUT1高表达，其中包括头部、颈部、食管、宫颈，这些癌症虽然位于身体不同器官，但是对糖的依赖却不谋而合，显然可消耗大量糖，接下来就要解决这一难题，找到治疗鳞癌的新方法。 此外，进一步研究将检查限糖饮食对该疾病动物模型肺癌进展的影响。美国农业部估计，2015年每个美国人平均消耗超过75磅（约34公斤）精制糖、高果糖玉米糖浆及其他甜味剂。作为一种文化，美国人非常嗜糖，过多摄入糖不仅是导致糖尿病等并发症，而且根据该研究和其他研究证据表明，某些癌症也高度依赖糖，研究者想从科学观点了解能否通过改变饮食影响癌症发展。 Nat Commun. 2017 May 26;8:15503. The distinct metabolic phenotype of lung squamous cell carcinoma defines selective vulnerability to glycolytic inhibition. Goodwin J, Neugent ML, Lee SY, Choe JH, Choi H, Jenkins DMR, Ruthenborg RJ, Robinson MW, Jeong JY, Wake M, Abe H, Takeda N, Endo H, Inoue M, Xuan Z, Yoo H, Chen M, Ahn JM, Minna JD, Helke KL, Singh PK, Shackelford DB, Kim JW. The University of Texas at Dallas, Richardson, Texas, USA; Kyungpook National University, Daegu, Korea; St Mark's School of Texas, Dallas, Texas, USA; The University of Tokyo, Tokyo, Japan; Osaka International Cancer Institute, Osaka, Japan; The University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas, USA; University of Nebraska Medical Center, Omaha, Nebraska, USA; University of California, Los Angeles, California, USA. Adenocarcinoma (ADC) and squamous cell carcinoma (SqCC) are the two predominant subtypes of non-small cell lung cancer (NSCLC) and are distinct in their histological, molecular and clinical presentation. However, metabolic signatures specific to individual NSCLC subtypes remain unknown. Here, we perform an integrative analysis of human NSCLC tumour samples, patient-derived xenografts, murine model of NSCLC, NSCLC cell lines and The Cancer Genome Atlas (TCGA) and reveal a markedly elevated expression of the GLUT1 glucose transporter in lung SqCC, which augments glucose uptake and glycolytic flux. We show that a critical reliance on glycolysis renders lung SqCC vulnerable to glycolytic inhibition, while lung ADC exhibits significant glucose independence. Clinically, elevated GLUT1-mediated glycolysis in lung SqCC strongly correlates with high 18F-FDG uptake and poor prognosis. This previously undescribed metabolic heterogeneity of NSCLC subtypes implicates significant potential for the development of diagnostic, prognostic and targeted therapeutic strategies for lung SqCC, a cancer for which existing therapeutic options are clinically insufficient. PMID: 28548087 DOI: 10.1038/ncomms15503
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