来自哈佛医学院和麻省总医院的研究人员发表了题为“Metabolite Profiling Identifies a Key Role for Glycine in Rapid Cancer Cell Proliferation”的文章，利用代谢组学技术进行了大规模代谢分析，获得了首个癌细胞代谢图谱，并发现癌细胞对氨基酸——甘氨酸的特殊偏好：快速扩增的癌细胞常常需要甘氨酸。相关成果发表在《科学》（Science）杂志上。
该研究由哈佛医学院系统生物学系副教授Vamsi K. Mootha（医学博士）领导。Mootha博士早年毕业于斯坦福大学，其课题组虽规模不大，但成果丰硕，仅2010年就发表了1篇《自然》（Nature）、1篇《自然·生物技术》（Nature Biotechnology）、1篇《美国国家科学院院刊》（PNAS）和2篇《自然·遗传学》（Nature Genetics）等高水平论文。
癌细胞的代谢偏好
近一个世纪以来，科学家们已知癌细胞具有奇特的“胃口”，能以异于正常细胞的方式吞噬葡萄糖。但葡萄糖摄入仅是癌症代谢的一个方面。在这项研究中，研究人员检测了60种已充分研究的癌细胞系，分析了这些快速分裂细胞中消耗或释放的超过200种代谢产物，从而获得了首个癌症代谢大型图谱，并指出最小的氨基酸——甘氨酸在癌细胞增殖中的关键作用。
“虽然科学家们对癌症代谢的作用越来越感兴趣，但至今的研究仍集中于一个或两个非常特异的途径，”Mootha博士说，“我们采用了一种不偏不倚的方法，分析所有代谢物，并发现了甘氨酸途径的重要性。”
CORE技术：代谢通量分析新方法
Mootha博士及其同事开发了一种称为CORE（Consumption and Release，消耗与释放）图谱的方法，用于检测代谢产物通量——即机体中化学反应的前体和产物。在大部分实验中，研究人员分析代谢产物时通常采用某个时间点上的“快照”检测，但这如同高速公路上的拍照，无法揭示快速交通中的情况，例如无法确定哪种代谢产物在细胞中被快速消耗或分解。
“利用CORE，我们能定量分析每个细胞、每小时中每种代谢物被消耗或释放的量，”文章共同第一作者、Mootha实验室博士后研究员Mohit Jain说，“现在我们就能获得进入细胞或从细胞中输出的营养物的流量或运输数据。”
NCI-60分析：甘氨酸消耗与分裂速度的关联
研究团队利用CORE图谱技术分析了NCI-60——一个包含60种癌细胞系的合集，这些细胞系分属九种癌症类型，其药物敏感性、基因和蛋白活性以及细胞分裂频率等数据均已公开。最新研究汇集的代谢物信息也已公开。
数据中最引人注目的分析结果是甘氨酸消耗模式与癌细胞分裂速度之间的关联。在分裂最慢的细胞中，有少量甘氨酸释放到培养基中；而在快速分裂的癌细胞中，这种氨基酸则被大量消耗。研究人员注意到，非常少的代谢物会具有这种不同寻常的“穿越零界”模式，这表明快速分裂的癌细胞消耗甘氨酸，而慢分裂的细胞实际上释放甘氨酸。
（生物通：张迪）