利用细胞自我毁灭治疗胶质母细胞瘤

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。

神经外科助理教授、医学博士、哲学博士多米尼克·希金斯(DominiqueHiggins)响应了这一号召。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。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是一种铁依赖性类型的“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。

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UNCLineberger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。

这种类型的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UNCEschelman药学院药物工程和分子药剂学教授兼神经外科副教授ShawnHingtgen博士合作，研究大脑在更自然的环境中对治疗的反应。

Hingtgen是ProjectBrainslice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。”