科学家利用细胞自毁来治疗脑肿瘤（脑肿瘤能活多久）

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，并且没有治愈方法，使其成为最具侵袭性的癌症类型。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。

显示胶质母细胞瘤术前和术后的 MRI。

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而引发的细胞死亡。

“首先，我们发现，当我们在动物模型中去除某些氨基酸时，胶质母细胞瘤细胞更容易死于铁死亡，”希金斯博士说。“其次，我们发现去除这些氨基酸可以使我们的药物更有效地诱导癌细胞发生铁死亡。”

Ferroptosis 是一种依赖铁的“程序性细胞死亡”或导致细胞根据命令“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个过程，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度，”北卡罗来纳大学莱恩伯格综合癌症中心的成员希金斯说。“这确实是一个快速发展的研究机构，我们发现它对许多生物过程都非常重要，而不仅仅是在癌症中。”

每个细胞都有一定的安全特性，以防止它以不可预测的方式经历铁死亡。两种氨基酸，半胱氨酸和甲硫氨酸，对于防止该过程在细胞中启动至关重要。我们通常通过饮食 摄取这些氨基酸。

因此，希金斯的研究团队决定将精力集中在这些组件上。

半胱氨酸和甲硫氨酸剥夺 (CMD) 使神经胶质瘤对 RSL3 诱导的铁死亡敏感。a 384 孔剂量反应曲线显示 5 种神经胶质瘤细胞系对 RSL3 的反应：MG1、MG2、MG3、TS543 和 KNS42。b代表性的 384 孔剂量反应显示用 RSL3（红色）、RSL3 加 2 uM Ferrostatin-1（棕色）、CMD 加 RSL3（蓝色）、CMD 加 RSL3 和 2 uM Ferrostatin-1（橙色）处理的 MG3 细胞。c来自用 RSL3 ± CMD ± 2 uM Ferrostatin-1 处理的 MG3 鼠胶质瘤细胞系的 3 独立 96 孔剂量反应曲线的剂量反应曲线的 AUC 量化。d来自 MG1 细胞的代表性 Bodipy-C11 流数据：左图显示 DMSO 对照（红色）、100 nM RSL3（蓝色）和 100 nM RSL3 加 2 uM Ferrostatin-1（橙色）处理 30 分钟。中间面板显示相同的条件，但半胱氨酸甲硫氨酸剥夺预处理 6 小时。右图显示更高剂量的 RSL3 处理 (500 nM)。e在d中展示的 3 个独立实验的量化。f流式细胞术，使用来自人类原发性胶质母细胞瘤 (CUMC TumorBank 6193) 的离体器官切片培养物的 H2DCFDA，该细胞在对照或 CMD 培养基中培养并用 RSL3 处理。c和e的数据表示为平均值±标准差。显着性表示为：* p  < 0.05，** p < 0.01，*** p  < 0.001。

通过定制饮食剥夺动物模型的半胱氨酸和甲硫氨酸，他们发现胶质母细胞瘤细胞更容易死于铁死亡。他们还发现，饮食使他们的化疗药物更容易引发程序性细胞死亡，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存活率。

希金斯说：“现在，我们需要找到一种方法来通过饮食需求消除这些成分，同时仍然保持患者可能具有的能量需求，尤其是癌症患者，他们的需求与普通患者不同。”

在证明这种饮食在动物模型中有效后，希金斯正在与 UNC Lineberger 的同事合作，为胶质母细胞瘤患者开展一项临床试验。他计划让患者在手术前进行节食，以了解它如何影响身体和肿瘤。一旦他从大脑中移除了肿瘤，他将对其进行分析以了解肿瘤对饮食的反应情况。

这种饮食也被证明对肉瘤、肺癌和胰腺癌非常有效，因此希望这种饮食可以用于化疗和/或手术以去除全身肿瘤。

Higgins 还与 UNC Eschelman 药学院药物工程和分子药剂学教授兼神经外科副教授 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 的总资助 PI，该项目是一项多机构合作，旨在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盘中观察。

Brainslice 项目只是 UNC 医学院研究人员触手可及的众多不同研究工具之一。

“我们拥有许多 UNC 独有的不同研究工具，这是我想来 UNC 的主要原因之一，”希金斯说，他于 2022 年秋季加入了 UNC 神经外科。“就能力而言要在准确的动物模型中研究临床问题，它是该国为数不多的拥有类似既定设置的地方之一。”