癌細胞能夠不受控制地分裂，通過(guò)消耗葡萄糖維持自己的瘋狂增殖，然后產(chǎn)生大量新的腫瘤細胞。此前，科學(xué)家們一直以為，產(chǎn)生新細胞的細胞群（包括癌細胞）營(yíng)養物質(zhì)大多來(lái)自于葡萄糖。然而，美國麻省理工學(xué)院（MIT）的生物學(xué)家們近日發(fā)現，雖然癌細胞消耗的氨基酸要比消耗的葡萄糖少，但氨基酸才是癌細胞的最大營(yíng)養源。

　　這項研究為進(jìn)一步了解癌細胞的新陳代謝提供了一種新方法。研究人員希望通過(guò)研究癌細胞的新陳代謝，研制出一種能夠阻斷癌細胞生長(cháng)和分裂的新藥物，從而從根本上治療癌癥。

　　MIT的研究人員MatthewVanderHeiden表示，如果想要成功地了解癌細胞新陳代謝的機制，他們首先需要明白細胞是通過(guò)哪些途徑進(jìn)行生長(cháng)和分裂的。

　　細胞消耗了什么？

　　19世紀20年代，德國的生物化學(xué)家?jiàn)W托？瓦博格發(fā)現癌細胞的產(chǎn)能方式與正常細胞不同，并提出了一個(gè)疑問(wèn)——“為什么腫瘤細胞大量消耗葡萄糖卻不能高效產(chǎn)能？”，這一疑問(wèn)被稱(chēng)為“瓦博格效應”。葡萄糖是人體細胞的一種能量來(lái)源，人體細胞通過(guò)一系列需氧的復雜化學(xué)反應被葡萄糖分解。然而瓦博格發(fā)現，腫瘤細胞能夠將自身的新陳代謝轉變成一個(gè)不需要氧的發(fā)酵過(guò)程，這種代謝方式效率較低，產(chǎn)生的能量也比較少。

　　此后，科學(xué)家們又提出一些理論和假設，認為癌細胞利用這種低效代謝策略為新細胞保留和生產(chǎn)基本的營(yíng)養物質(zhì)。然而，這些假設存在一個(gè)漏洞，因為大多數的葡萄糖在被細胞分解后都轉化為了乳酸鹽，而乳酸鹽是一種對細胞無(wú)用的人體排泄物。另外，科學(xué)家們也幾乎沒(méi)有研究過(guò)新產(chǎn)生的癌細胞或任何其他快速分裂的哺乳動(dòng)物細胞的確切成分。因為哺乳動(dòng)物吃的食物多種多樣，因此似乎無(wú)法弄清楚究竟這些食物都分別為細胞的哪一部分提供了營(yíng)養和能量。

　　為了弄清楚包括癌細胞在內的人體細胞是從哪些地方獲取生長(cháng)所需的基本營(yíng)養物質(zhì)，研究人員在培養皿中培養了幾種不同類(lèi)型的癌細胞和正常細胞。他們?yōu)檫@些細胞提供了含有碳和氮的不同營(yíng)養物質(zhì)，并根據每種細胞吸收的不同營(yíng)養物做了標記，然后跟蹤分析這些營(yíng)養物質(zhì)最終會(huì )變成什么。同時(shí)，研究人員還在這些細胞分裂前后分別測定了它們的質(zhì)量，以計算每種營(yíng)養物質(zhì)在新生細胞群中所占的比例。

　　實(shí)驗發(fā)現，盡管細胞消耗葡萄糖和谷氨酰胺（一種蛋白質(zhì)合成中的編碼氨基酸，哺乳動(dòng)物非必需氨基酸，在體內可以由葡萄糖轉變而來(lái)）的速度很快，但這兩種分子對新細胞質(zhì)量的貢獻很少，葡萄糖貢獻了10-15%的碳，谷氨酰胺貢獻了大約10%的碳。而谷氨酰胺以外的其它氨基酸對細胞質(zhì)量的貢獻最大，它們貢獻了新細胞質(zhì)量中20-40%的碳原子，同時(shí)這些氨基酸還構成了蛋白質(zhì)。

　　研究表明，人體細胞用一種更簡(jiǎn)單、也更直接的方式獲取自身生長(cháng)和分裂所需的基本營(yíng)養物質(zhì)。這就像建一座房子，你并沒(méi)有從用泥土制作磚開(kāi)始，而是直接用了你周?chē)F有的磚。

　　重新聚焦瓦博格效應

　　為什么增殖的人體細胞會(huì )消耗大量的葡萄糖？

　　和此前的研究結果相似，研究人員發(fā)現，大多數的葡萄糖在被細胞分解后都轉化為了乳酸鹽，并被排了出去。因此，研究人員認為，細胞消耗大量的葡萄糖并不是為了產(chǎn)生碳，從而為細胞生長(cháng)提供營(yíng)養物質(zhì)，而是因為它能為人體提供大量的能量。

　　目前，研究人員正在重新研究瓦博格效應，希望弄清楚這種效應是如何幫助細胞進(jìn)行復制和分裂的。他們認為，瓦博格效應如何幫助細胞將葡萄糖轉化為能量并不重要，重要的是為什么細胞將葡萄糖轉化為乳酸鹽的過(guò)程能夠幫助其通過(guò)氨基酸分裂出更多的新細胞。