癌細胞能夠不受控制地分裂，通過消耗葡萄糖維持自己的瘋狂增殖，然后產生大量新的腫瘤細胞。此前，科學家們一直以為，產生新細胞的細胞群（包括癌細胞）營養(yǎng)物質大多來自于葡萄糖。然而，美國麻省理工學院（MIT）的生物學家們近日發(fā)現(xiàn)，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養(yǎng)源。

　　這項研究為進一步了解癌細胞的新陳代謝提供了一種新方法。研究人員希望通過研究癌細胞的新陳代謝，研制出一種能夠阻斷癌細胞生長和分裂的新藥物，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哪些途徑進行生長和分裂的。

　　細胞消耗了什么？

　　19世紀20年代，德國的生物化學家奧托？瓦博格發(fā)現(xiàn)癌細胞的產能方式與正常細胞不同，并提出了一個疑問——“為什么腫瘤細胞大量消耗葡萄糖卻不能高效產能？”，這一疑問被稱為“瓦博格效應”。葡萄糖是人體細胞的一種能量來源，人體細胞通過一系列需氧的復雜化學反應被葡萄糖分解。然而瓦博格發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞能夠將自身的新陳代謝轉變成一個不需要氧的發(fā)酵過程，這種代謝方式效率較低，產生的能量也比較少。

　　此后，科學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基本的營養(yǎng)物質。然而，這些假設存在一個漏洞，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用的人體排泄物。另外，科學家們也幾乎沒有研究過新產生的癌細胞或任何其他快速分裂的哺乳動物細胞的確切成分。因為哺乳動物吃的食物多種多樣，因此似乎無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養(yǎng)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所需的基本營養(yǎng)物質，研究人員在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)了幾種不同類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養(yǎng)物質，并根據每種細胞吸收的不同營養(yǎng)物做了標記，然后跟蹤分析這些營養(yǎng)物質最終會變成什么。同時，研究人員還在這些細胞分裂前后分別測定了它們的質量，以計算每種營養(yǎng)物質在新生細胞群中所占的比例。

　　實驗發(fā)現(xiàn)，盡管細胞消耗葡萄糖和谷氨酰胺（一種蛋白質合成中的編碼氨基酸，哺乳動物非必需氨基酸，在體內可以由葡萄糖轉變而來）的速度很快，但這兩種分子對新細胞質量的貢獻很少，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量的貢獻最大，它們貢獻了新細胞質量中20-40%的碳原子，同時這些氨基酸還構成了蛋白質。

　　研究表明，人體細胞用一種更簡單、也更直接的方式獲取自身生長和分裂所需的基本營養(yǎng)物質。這就像建一座房子，你并沒有從用泥土制作磚開始，而是直接用了你周圍現(xiàn)有的磚。

　　重新聚焦瓦博格效應

　　為什么增殖的人體細胞會消耗大量的葡萄糖？

　　和此前的研究結果相似，研究人員發(fā)現(xiàn)，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生碳，從而為細胞生長提供營養(yǎng)物質，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程能夠幫助其通過氨基酸分裂出更多的新細胞。