约翰霍普金斯医学院的研究人员使用人类癌细胞、肿瘤和癌症患者的血液样本来揭示神经递质在侵袭性癌症扩散中的作用。神经递质是将脉冲从神经元传递到其他靶细胞的化学“信使”。
这项工作发表在4月9日出版的《细胞报告》杂志上。人们发现，这种被称为N-乙酰基-谷胱甘肽-谷氨酸(NAAG)的神经递质NAAG在癌症中更为丰富，并且与低级别肿瘤相比，它具有快速生长和扩散的趋势——或所谓的晚期癌症。研究人员表示，它是癌症治疗期间肿瘤进展或消退的潜在标志。实验还证明，NAAG是谷氨酸的来源，谷氨酸是肿瘤中癌细胞作为生存基因使用的化学物质，表达谷氨酸羧肽酶(GCPII)的酶。该团队还发现，通过使用一种名为2-PMPA的药物治疗小鼠卵巢中的人类卵巢肿瘤，可以防止GCPII的活性，并降低肿瘤重量和谷氨酸浓度。他们指出，对于GCPII和谷氨酰胺酶，也就是将谷氨酰胺转化为谷氨酸的酶，
“我们的研究表明，当其他来源的谷氨酸产量有限时，NAAG可以作为一个重要的蓄水池，通过GCPII向癌细胞提供谷氨酸，”高级研究作者安妮勒(Anne Le)医学博士，HDR，约翰霍普金斯大学病理学和肿瘤学副教授。发现GCPII抑制剂在疼痛的临床试验中耐受性良好，因此我们应该能够快速将其转入癌症治疗的临床试验中。
乐和她的同事在她的癌症代谢实验室进行了几项实验来研究。他们首先使用一种叫做质谱的技术来测量由氨基酸谷氨酰胺产生的分解产物，并发现在由癌基因MYC转化的晚期人类伯基特淋巴瘤细胞中，NAAG比未被MYC转化的细胞中更丰富。他们还发现，NAAG在人类晚期卵巢癌细胞中比在人类原发性卵巢肿瘤中更丰富，并且来自胶质母细胞瘤脑肿瘤患者的样本浓度总是高于生长缓慢的脑膜瘤脑肿瘤。
随后，乐的团队研究了人类患者的总体水平是否与肿瘤分级有关。通过测量脑肿瘤患者血浆样本中的NAAG浓度，研究人员发现多形性胶质母细胞瘤(最具侵袭性的脑癌)患者体内的NAAG浓度明显高于神经胶质瘤或脑膜瘤患者。
使用小鼠人类伯基特淋巴瘤肿瘤模型，研究人员还发现，NAAG水平随着肿瘤的生长和消退而升高和降低。
“总之，这些发现强烈地将NAAG的血浆浓度与肿瘤生长速率联系起来，并建议进一步探索外周血中NAAG的测量，以便在癌症治疗期间及时监测肿瘤生长，”Le说。“这些结果并没有使NAAG成为一个潜在的诊断标志，而是一个预后标志，这是一个潜在的有价值的无创评估肿瘤进展的方法。”
此前的研究由乐指导，2012年发表在《细胞冶金》杂志上，2016年发表在《国家科学院院刊》上，发现谷氨酰胺代谢在癌症生长中起重要作用。
“7年前，我们发现谷氨酰胺是癌症代谢的一大难题，抑制谷氨酰胺向谷氨酸的转化是抑制癌症生长的正确目标，”Le说。“事实证明，这是正确的。但这还不够，因为癌细胞还有另一种方式可以通过这个隐藏的蓄水池制造谷氨酸。瞄准这两种方法可以改善癌症治疗，”她补充道。
Le警告说，这些发现只适用于表达GCPII的癌症。“对于GCPII阴性的癌症，她说，NAAG可能通过替代方式在促进癌细胞生长方面发挥另一种作用，但需要研究来证实这一想法。
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