《自然》:饮食+药,神母在劫难逃!科学家发现,无精氨酸/脯氨酸饮食联合二氟甲基鸟氨酸,可让神经母细胞瘤翻译停滞,提升疗效

时间:2025-09-26

想要说清楚这个故事,还要从神经母细胞瘤讲起。在神经母细胞瘤中,常见MYCN扩增,由此带来鸟氨酸脱羧酶(ODC)的大量合成。ODC是多胺生物合成的主要限速酶,这也就意味着在神经母细胞瘤中多胺合成非常活跃,多胺也成为了神经母细胞瘤的主要代谢助力之一。

DFMO是ODC的抑制剂,它限制ODC将鸟氨酸转化为多胺,从代谢角度干预了神经母细胞瘤的生长。此外,多胺参与蛋白翻译,也有研究报道DFMO抑制翻译,这也是对MYC通路的间接靶向。

自然而然的,研究者们想到,在多胺合成这条路上,不止有ODC一个节点可以下手。虽然DFMO已经很大程度上控制住了ODC的功能,我们还是可以继续减少上游的原材料鸟氨酸,更进一步地限制多胺合成。

那么鸟氨酸从哪来呢?

一种来源是精氨酸水解而成,另外一种是脯氨酸/谷氨酰胺通过鸟氨酸转氨酶(OAT)多步反应生成。尤其是后者,在儿童早期阶段,大多数鸟氨酸都来自OAT转化的脯氨酸。

因此,研究者想到,限制饮食中的精氨酸和脯氨酸,或许能够增强DFMO的治疗效果。

研究者在Th-MYCN模式小鼠中开展了实验,在DFMO的基础上,给小鼠喂食无精氨酸/脯氨酸(无ProArg)饮食可带来显著的生存获益,有1/3小鼠生存期进一步延长,约20%可维持无肿瘤生存。尽管无ProArg饮食会让小鼠体重减轻,但这并未影响存活率,也不会给DFMO治疗带来负面影响。此外,在无ProArg饮食+DFMO小鼠中,研究者观察到了更好的免疫细胞浸润。

代谢组学分析结果显示,DFMO治疗显著减少了肿瘤中腐胺和亚精胺等衍生物的水平,无ProArg饮食进一步降低了多胺水平,亚精胺减少过半。

研究者继续分析了限制多胺合成带来的影响。有趣的是,分析结果发现,无ProArg饮食+DFMO带来了更强的翻译缺陷,核糖体分析(Ribo-seq)提示核糖体在脯氨酸密码子CCA处选择性停滞,是一种未曾发现的表型。

这一影响抑制了细胞周期蛋白翻译,且由于受影响的密码子在神经分化基因中稀少,从结果来说促使蛋白质组向分化状态重编程。

巧的是,转录重编程诱导分化正是一种已经验证的治疗策略。这也意味着无ProArg饮食+DFMO有潜力通过代谢干预促使神经母细胞瘤从增殖状态转向分化状态,从而减缓肿瘤进展、降低复发风险。

这项研究发现了代谢限制与特定密码子翻译之间的独特作用,可以说开拓了一个全新的领域。

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