Nature | 高霞博士等揭示蛋氨酸限制饮食可影响肿瘤的发生和治疗

民以食为天。饮食营养对人类的身体健康具有深远影响，那么自然而然饮食干预也适用于治疗疾病， 尤其是代谢类疾病的重要手段。尽管癌症作为一种代谢类疾病的观念已经被广泛接受， 但是我们对于饮食营养干预是否可以影响肿瘤的发生，发展及治疗还不是非常清楚， 更别提这背后的机理了。

2019年8月1日， 来自美国杜克大学医学院 (Duke University School of Medicine) 的Jason Locasale 实验室（高霞博士为第一作者）在Nature杂志上发表了题为Dietary methionine influences therapy in mouse cancer models and alters human metabolism的文章 ，深入研究了限制饮食中甲硫氨酸在机体代谢和肿瘤发生和治疗中的影响。

Methionine (蛋氨酸， 又称甲硫氨酸) 是人体必需的氨基酸，在机体中具有广泛而重要的生物学功能。限制饮食中蛋氨酸的摄入已经在动物体内证实具有延缓衰老和抗拒肥胖发生的重要的生物学和医学意义， 但是人们对于这种饮食干预是否会对肿瘤的发生发展和治疗具有广泛的意义还没有达成共识。

应用靶向代谢组学（targeted metabolomics）和 计算分析， 研究人员首先对正常小鼠限制饮食中蛋氨酸（蛋氨酸含量相当于小鼠正常食物中～14%  ），通过分析血清中的代谢产物发现这种限制饮食中蛋氨酸可以迅速而有效地改变机体的代谢状态， 尤其是以蛋氨酸为中心的代谢路径。其中，血清中蛋氨酸本身的含量在24小时内减少到低于饮食干预前50%的水平。随后， 研究人员在两种病人来源结肠癌小鼠模型上进行了同上的蛋氨酸饮食限制。结果发现两种模型在经历蛋氨酸饮食限制后都表现出显著的肿瘤生长抑制。尽管没有达到统计学意义， 但是这种饮食限制应用在肿瘤发生之前似乎对肿瘤生长抑制具有更大的作用。在深入分析了肿瘤，血清和肝脏的代谢状态后， 研究人员发现蛋氨酸饮食限制广泛影响组织内机体的代谢产物，尤其是对肿瘤中蛋氨酸为中心的代谢路径表现出一种细胞自主性的作用。更为有趣的是在这种小鼠模型接受化疗药物5-FU治疗之前进行蛋氨酸饮食限制，可以显著提高5-FU的疗效。这可以归因于5-FU和蛋氨酸饮食限制在对核酸代谢和氧化还原平衡的影响。

此外，研究人员也在一种基因改造的软组织肉瘤（soft tissue sarcoma）小鼠模型上进行了相似的实验。尽管蛋氨酸饮食限制本身对这个恶性肿瘤模型没有显著的肿瘤生长抑制影响， 但是却可以显著提高放疗（radiotherapy）在这种模型中的疗效 。相似的是放疗和蛋氨酸饮o食限制也打破了机体内核酸代谢和氧化还原平衡。

最终， 研究人员也在健康的中年人身上进行了相似的临床饮食干预。通过对受试者临床饮食干预之前饮食结构和代谢状态的评估， 研究人员为每位受试者设计了蛋氨酸饮食限制的饮食结构，每位受试者接受了为期三周的蛋氨酸饮食限制，相当于各自正常饮食状态下的17%。结果发现，蛋氨酸本身和氧化还原平衡标志物 （glutathione 和 N-acetylcysteine）在所有受试者的血清里都有不同程度的减少。其中对以蛋氨酸为中心的代谢产物的影响和在所有测试的小鼠模型上的影响具有显著相关性。

总的来说，该研究揭示饮食干预也可以对机体代谢产生快速的特异性的影响。这种影响可以进一步改变癌症本身的发生发展和对癌症的治疗。

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https:///10.1038/s41586-019-1437-3

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