一個人的衣食住行離不開(kāi)錢，而對(duì)于細胞來說(shuō)，亦是如此，隻不過(guò)這(zhè)裡(lǐ)的“錢”是生物體内獨有的“能(néng)量貨币”——腺苷三磷酸（ATP）。

在普遍認知中，癌細胞的快速增殖需要消耗大量能(néng)量，搶占大量的資源，這(zhè)會(huì)導緻正常細胞陷入“無錢可用”的窘境。換句話說(shuō)，把正常細胞比作省吃儉用的普通人，那麼(me)癌細胞無疑就(jiù)是一個揮霍無度的“敗家子”。
出乎意料的是，在一項最新研究中，普林斯頓大學(xué)的研究人員首次證明了事(shì)實恰恰相反——原發(fā)性實體腫瘤産生ATP的速度遠比正常組織要慢，這(zhè)種(zhǒng)惰性可能(néng)有助于腫瘤爲生長(cháng)和轉移保存能(néng)量。
該研究于2023年2月1日以：Slow TCA flux and ATP production in primary solid tumours but not metastases 爲題，發(fā)表于 Nature 期刊。

在細胞中，ATP可以通過(guò)糖酵解和線粒體有氧呼吸産生。糖酵解是一種(zhǒng)葡萄糖分解代謝途徑，每消耗1分子葡萄糖可以産生2分子ATP，相比之下，線粒體有氧呼吸無疑更高效，其每消耗1分子葡萄糖可以産生14.5分子ATP。
在上世紀20年代，德國(guó)生理學(xué)家 Otto Warburg 發(fā)現，腫瘤比其他組織表現出更多的糖酵解作用，即使是在氧氣存在的情況下也是如此，這(zhè)個現象也被稱爲Warburg效應。
那麼(me)，爲什麼(me)腫瘤細胞要抛開(kāi)高效産能(néng)的線粒體有氧呼吸，而選擇更低效的糖酵解代謝呢？難道(dào)真的“有錢就(jiù)是任性”？
在這(zhè)項最新研究中，研究團隊開(kāi)發(fā)并驗證了一種(zhǒng)測量小鼠正常組織和腫瘤組織中線粒體三羧酸循環（TCA循環）通量的策略，即注射同位素示蹤劑，再通過(guò)質譜和由此産生的代謝物标記數據進(jìn)行定量建模，以此跟蹤正常組織和腫瘤組織的代謝速率。
同位素示蹤法測定小鼠正常組織和腫瘤組織的代謝速率
通過(guò)測量糖酵解或TCA循環途徑的速率，研究團隊計算出每種(zhǒng)組織或腫瘤類型的ATP生成(chéng)速率，由此測量活體動物不同組織中能(néng)量産生的速度。他們驚訝發(fā)現，盡管腫瘤的糖酵解速率相對(duì)較高，但原發(fā)性實體瘤的TCA循環明顯受到抑制，其ATP仍主要以線粒體有氧呼吸方式産生。
因此，整體而言，實體瘤中的總ATP生成(chéng)速率明顯低于健康組織。此外，研究團隊還(hái)發(fā)現，轉移性腫瘤比原發(fā)性腫瘤産生和消耗更多的能(néng)量，但即便如此，其水平也隻是與健康組織相當。
與健康組織相比，腫瘤的代謝速率更低
這(zhè)些新的發(fā)現帶來了新的疑問：如果腫瘤細胞制造和使用能(néng)量相對(duì)較慢，那它們是如何維持快速增殖的？
腫瘤往往不能(néng)發(fā)揮其來源組織的正常功能(néng)。例如，健康胰腺的主要功能(néng)之一是産生消化酶，但胰腺腫瘤細胞則不産生這(zhè)些酶，而生成(chéng)和分泌這(zhè)些酶往往需要消耗大量的能(néng)量。因此，通過(guò)避免這(zhè)些正常的組織功能(néng)，腫瘤細胞節省了大量ATP，然後(hòu)這(zhè)些ATP可以用于細胞增殖。
腫瘤産生ATP的速度比健康組織要慢
該論文的通訊作者 Joshua Rabinowitz 教授表示：從事(shì)實出發(fā)，這(zhè)是十分合理的，因爲癌細胞大多面(miàn)臨著(zhe)惡劣的代謝環境，例如缺少脈管系統運輸營養物質，因此他們被迫用更少的“錢”做更多的事(shì)。
轉移性腫瘤比原發(fā)性腫瘤具有更高的代謝速率
總而言之，這(zhè)篇 Nature 論文首次在活體動物中量化腫瘤能(néng)量的産生，并證明原發(fā)性腫瘤比大多數正常組織的能(néng)量代謝速率更慢。這(zhè)一新發(fā)現打破了以往的認知，表明了癌細胞其實深谙節儉之道(dào)，它并不是我們普遍認知裡(lǐ)那個恣意妄爲、鋪張浪費的“敗家子”，而是精打細算（節省能(néng)量）、目标明确（一心增殖）。
腫瘤下調能(néng)量消耗大的組織功能(néng)
不僅如此，這(zhè)一新的發(fā)現爲抗腫瘤治療研究提供了新的見解，例如“癌症饑餓療法”，從這(zhè)篇論文提出的觀點來看，癌細胞比我們想象中更扛餓，想要“餓死”腫瘤細胞的結果可能(néng)是先把自己餓死。此外，這(zhè)項研究也指出轉移性腫瘤比原發(fā)性腫瘤消耗更多的能(néng)量，也許靶向(xiàng)轉移性腫瘤的營養需求可能(néng)是對(duì)抗這(zhè)一緻命癌症階段的一種(zhǒng)有前途的策略。

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