誰能想到,那個總被包裝成“提神神器”的功能飲料小配角——牛磺酸,居然比主角還“風光”:抗癌、控體重、抗衰老三線“開花”,還分別登上了
Cell
Nature
Science的 CNS“ 三大刊 ” 舞臺()。
不過,就在大家還沉浸在“牛磺酸=有益健康”的濾鏡里時,近期,由來自美國羅徹斯特大學的研究團隊發表在
Nature的一項研究 [1] 卻突然甩出一記 “ 反轉大招 ”——白血病細胞依賴牛磺酸轉運蛋白吸收牛磺酸,并將其傳送至細胞內部,進而助推癌細胞的生長與擴增。更令人意外的是,外源性補充牛磺酸竟會加速髓系白血病進展;相反,若阻斷牛磺酸轉運蛋白的功能,則可顯著抑制白血病細胞的增殖與生存,提示這一轉運蛋白或可成為未來治療的潛在靶點
牛磺酸:
LSC賴以生存的“秘密武器”
在與髓系白血病的“攻防戰”中,癌細胞并非孤軍奮戰。它們善于借助“地利之便”——也就是骨髓中的腫瘤微環境(TME)來增強自身的生長優勢。特別是白血病干細胞(LSC),它們通過與周圍細胞之間復雜而精密的“信息交流”,不斷獲取支持信號,從而實現持續生長和逃避免疫清除。
為了揭示這些“支持信號”的關鍵來源,研究團隊繪制了一張詳盡的“LSC–TME配體-受體互作圖譜”,并從中篩選出22個在人類LSC中高表達的受體候選分子。但這些受體中,哪些真正對病情惡化有“推動作用”?研究者進一步將這些受體基因的表達水平與急性髓系白血病(AML)患者的臨床預后數據進行關聯分析。結果顯示,只有低密度脂蛋白受體(LDLR)和SLC6A6的高表達與患者不良結局顯著相關,提示它們可能是LSC賴以生存和白血病進展的重要“通信樞紐”。
其中,LDLR是調節膽固醇代謝的關鍵分子,其主要配體之一是載脂蛋白E(APOE)。進一步研究發現,APOE在骨髓間充質干細胞(MSCs)中的表達水平極高,提示其很可能是TME中支持白血病的重要信號分子。
相比之下,另一個受體SLC6A6則展現出更具“營養依賴性”的特征。SLC6A6編碼的是高親和力的牛磺酸轉運蛋白TAUT,能夠將骨髓環境中的牛磺酸高效地轉運進入LSC。并且,SLC6A6在AML中的LSC顯著上調,且其表達可被致癌基因直接誘導,強化了它在腫瘤發生中的功能基礎。
在體外共培養實驗中,研究者發現TAUT的缺失顯著削弱了LSC在骨系細胞支持下的生長能力。這一結果提示,LSC并不具備自身合成牛磺酸的能力,而是高度依賴TME中骨系細胞所提供的外源性牛磺酸。然而,即使TME中仍持續供應牛磺酸,缺乏TAUT的LSC也無法有效吸收和利用,進一步強調了TAUT在介導牛磺酸攝取中的關鍵作用。
那么,這些牛磺酸從哪來?
這一結果不僅體現在體外實驗中,也在體內小鼠模型及人類患者來源的AML細胞中得到了驗證:抑制牛磺酸的合成通路,不僅削弱了LSC的生長能力,還改善了實驗動物的生存結局。補充牛磺酸可促進LSC的生長,加速白血病的進展。
也就是說,牛磺酸是骨髓TME中LSC生存和擴張的重要“營養源”,而LSC則通過SLC6A6作為“入口”源源不斷地攝取這些營養分子。
另外,多組學分析進一步揭示了牛磺酸在LSC中的深層作用機制:一旦失去對牛磺酸的攝取能力,LSC中依賴RAG-GTP激活的mTOR信號通路便無法順利啟動,隨之而來的,是其下游糖酵解代謝路徑的明顯受抑。這意味著,牛磺酸并非只是單純的“營養物資”,它更像是點燃LSC能量引擎的“啟動鑰匙”。這一信號–代謝鏈路清楚地表明:牛磺酸在白血病細胞中,承擔著調控能量代謝與信號轉導的雙重角色,是支撐其惡性生存狀態的重要分子。
“雙劍合璧”:
TAUT抑制劑聯手Venetoclax,抗癌更有力
盡管TAUT在小鼠白血病模型中的功能已獲得初步驗證,但其在人類AML中的臨床相關性以及作為治療靶點的潛力仍有待深入評估。
這些結果不僅揭示了TAUT在牛磺酸代謝通路中的關鍵地位,也提示其可能是venetoclax耐藥AML亞型的代謝弱點。換句話說,靶向TAUT不僅具備選擇性,還能增強現有治療的療效,未來有望為難治性AML提供新的治療選項與轉化方向。
總的來說,這項研究表明,盡管牛磺酸在能量飲料和化療輔助補充劑中廣泛存在,在白血病患者中使用牛磺酸需要格外謹慎。高劑量的牛磺酸補充可能會促進白血病的生長。
免疫細胞“重振旗鼓”
就在大家被這項Nature新研究驚得一頭霧水、開始質疑牛磺酸是否真的“站錯了隊”時,不妨回頭看看之前Cell發表的另一項重量級研究[2]——它給出了幾乎截然相反的結論:牛磺酸不僅不是腫瘤幫兇,甚至還是T細胞打贏腫瘤戰役的關鍵能量補給。這不禁讓人陷入思考:牛磺酸到底是“好”還是“壞”?是在助長癌細胞,還是在增強免疫力?
在腫瘤免疫這場“攻防戰”中,牛磺酸轉運蛋白SLC6A6再次扮演了關鍵角色。研究發現,在多種類型的腫瘤組織中,SLC6A6的表達水平顯著升高,并與腫瘤侵襲性增強和患者預后不良密切相關。高表達的SLC6A6使得腫瘤細胞在微環境中具備更強的“資源掠奪”能力,優先攝取牛磺酸,從而讓周圍的CD8? T細胞陷入嚴重的營養匱乏。
而這場由牛磺酸缺失引發的“饑餓戰”,在T細胞內部激起了一系列連鎖反應。具體而言,牛磺酸不足會激活CD8?T細胞中的內質網(ER)應激反應,并通過PERK–JAK1–STAT3信號軸促使轉錄因子ATF4表達上調。并且,ATF4的活化不僅本身持續存在,還進一步誘導了包括PD-1在內的多個免疫檢查點分子的高表達,使T細胞功能持續受限,逐步陷入深度衰竭狀態。腫瘤細胞借由這一“牛磺酸饑餓策略”,悄無聲息地削弱了免疫系統的反擊能力。
更令人警覺的是,研究者在胃癌模型中還揭示了一個潛在的惡性循環:常規化療雖能殺傷腫瘤細胞,卻會激活轉錄因子SP1,而SP1又進一步誘導SLC6A6表達上調,反而助長了腫瘤細胞對牛磺酸的依賴和攝取。這意味著,在某些情境下,傳統療法可能在不經意間加劇了腫瘤的免疫逃逸。
不過,研究同樣提供了逆轉這一困局的希望。通過外源性補充牛磺酸,可顯著緩解T細胞因營養缺乏所導致的ER應激,重啟其免疫功能,恢復對腫瘤的殺傷能力。同時,牛磺酸的補充還能夠增強化療等現有治療策略的總體效果,為未來腫瘤治療提供了全新的聯合干預思路。
牛磺酸的“分裂人生”
看似矛盾的兩項研究,其實折射出牛磺酸在不同腫瘤類型和TME中的“雙面角色”。
在白血病中,牛磺酸的角色更接近于“燃料”——它直接被癌細胞攝取,用于支持其能量代謝和快速擴增。研究[1]發現,LSC自身無法合成牛磺酸,完全依賴轉運蛋白TAUT從骨髓TME中攝取。令人意外的是,骨髓中的成骨細胞譜系還高表達牛磺酸合成酶 CDO1,主動為LSC提供牛磺酸。這一代謝依賴形成了癌細胞與TME之間的“營養聯盟”。
相反,在實體瘤中,牛磺酸則更像是一種“能量補給”,其缺失會嚴重削弱CD8? T細胞的戰斗力。由于腫瘤細胞高表達 SLC6A6,瘋狂“搶占”牛磺酸資源,導致周圍免疫細胞陷入嚴重營養匱乏,功能受損,進而出現免疫逃逸。
這種角色轉換背后,也體現在各自截然不同的信號通路上。在白血病中,牛磺酸通過激活 Rag-GTP依賴的mTOR信號,驅動糖酵解,直接為癌細胞源源不斷提供能量。而在實體瘤中,牛磺酸缺乏會觸發CD8? T細胞內質網應激,繼而通過PERK–JAK1–STAT3通路誘導ATF4 上調,進一步驅動PD-1等免疫檢查點基因表達,最終導致T細胞功能衰竭。
這兩項結論“矛盾”的研究,實則揭示了同一個代謝本質——牛磺酸是一種高度競爭性的“營養戰略物資”,其生物學效應取決于TME中哪一方占據主導地位:
如果癌細胞更強勢(如白血病),牛磺酸就成了支持其代謝的“助燃劑”;
如果免疫細胞得勢(如實體瘤聯合牛磺酸補充),牛磺酸則轉化為激活抗腫瘤免疫的“能量源”。
未來的腫瘤治療策略,也許不該再將“促進”或“抑制”作為單選題,而應在精確識別的基礎上,設計雙向調控、因病制宜的綜合干預手段,實現真正的代謝免疫雙贏。
如此看來,牛磺酸的補充并非人人適用,尤其對白血病患者而言更需格外謹慎。若盲目攝入牛磺酸補充劑(如蛋白粉、能量飲料),反而可能在無意中“喂養”了癌細胞,增加疾病進展的風險。
當然,這并不意味著牛磺酸就是“有害物質”。在實體瘤的治療中,適當補充牛磺酸反而可能有助于恢復T細胞功能,增強免疫系統的抗腫瘤能力。值得注意的是,牛磺酸也是很多功能飲料的常見成分,但本篇內容的重點并不是建議大家多喝功能飲料,而是強調“因人而異、因病制宜”。
對于沒有牛磺酸代謝風險的普通人群來說,若想適度補充,不妨從天然飲食中尋找來源。魚類、蝦、蟹、貝類、畜禽肉、堅果和豆類等食物都富含牛磺酸,既美味又有營養。偶爾喝點功能飲料也無妨,但要記得控制頻率,合理搭配膳食,維持整體營養的均衡才是健康的關鍵。
仍需指出的是,研究主要依賴特定數據庫和小鼠模型,可能存在數據源和模型適用范圍的局限,影響結論的全面性和廣泛適用性。
參考資料:
[1]Sharma, S., Rodems, B.J., Baker, C.D.et al. Taurine from tumour niche drives glycolysis to promote leukaemogenesis. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09018-7
[2]Cao T, Zhang W, Wang Q, Wang C, Ma W, Zhang C, Ge M, Tian M, Yu J, Jiao A, Wang L, Liu M, Wang P, Guo Z, Zhou Y, Chen S, Yin W, Yi J, Guo H, Han H, Zhang B, Wu K, Fan D, Wang X, Nie Y, Lu Y, Zhao X. Cancer SLC6A6-mediated taurine uptake transactivates immune checkpoint genes and induces exhaustion in CD8+ T cells. Cell. 2024 Mar 28:S0092-8674(24)00303-9. doi: 10.1016/j.cell.2024.03.011. Epub ahead of print. PMID: 38565142.
撰文 | 木白
編輯 | 木白
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