长期以来,抗氧化剂一直被视为对抗疾病、延缓老化的健康利器,但最新研究却揭示,对癌细胞而言,这类物质反而可能成为它们赖以壮大的“保护伞”。台湾国立清华大学生命科学系王雯静教授团队,近日发表一项颠覆传统观点的研究,成功拆解癌细胞如何利用体内常见的抗氧化物——谷胱甘肽(GSH),来稳定代谢并支撑自身生存。
研究团队进一步提出一种全新的“精准双击”治疗构想:一方面切断癌细胞的抗氧化后勤补给,另一方面干扰其能量调控系统,最终迫使癌细胞启动“铁死亡(Ferroptosis)”机制,自我瓦解。相关成果已正式发表于国际权威期刊《Advanced Science》,为癌症精准治疗提供全新方向。
这项研究的关键角色之一,是名为“丙酮酸激酶M2(PKM2)”的代谢酵素。王雯静指出,PKM2就像细胞内部的能量调节阀,而谷胱甘肽会与PKM2结合,使其维持在高效率运作状态,为癌细胞快速增殖提供源源不绝的能量。
研究团队以“驾驶车辆”作比喻来说明机制:当谷胱甘肽仍在时,癌细胞不仅有抗氧化的“煞车”保护,能量系统也保持顺畅;一旦研究人员人为移除谷胱甘肽的保护,癌细胞瞬间陷入矛盾状态——煞车失灵,却被迫让能量系统持续高速运转,结果造成脂质氧化压力急剧上升,最终触发铁死亡。在动物实验中,这种代谢失衡成功抑制了肿瘤生长。
进一步的大数据分析,也让团队揪出了隐藏在背后的另一名关键“帮凶”——SLC7A11 分子。论文第一作者、清大与日本大阪大学双联博士陈粲然指出,SLC7A11就像癌细胞的后勤补给官,专门负责制造并输送谷胱甘肽。研究显示,该分子表达量越高,癌细胞的抗压能力越强,患者预后也越不理想。
基于此,研究团队整合出一条关键的“GSH–PKM2–SLC7A11”代谢轴线,并在同步辐射研究中心的协助下,首次解析出PKM2与谷胱甘肽结合的立体结构。这项突破等同于掌握了癌细胞代谢系统的“结构钥匙”,为未来设计更精准的标靶药物奠定基础。
这项成果背后,是一场跨国、跨领域的长期合作。研究团队结合结构生物学、细胞实验与动物模型,携手中研院、阳明交通大学、长庚大学及日本大阪大学等机构共同完成。凭借这项研究,陈粲然不仅获得第19届亚洲结晶学会议“Rising Star Award”,也在同步辐射研究中心用户年会中荣获“台湾之光奖”。
作为台湾首位取得清大与大阪大学双联博士学位的研究者,陈粲然表示,多元的国际研究环境,让他能从不同角度思考癌细胞的代谢策略。王雯静则强调,这项研究揭露了抗氧化剂在癌症中的“双面刃”特性,未来若能精准封锁这条代谢轴线,有望发展出更高效、低副作用的新一代抗癌疗法,让“诱导癌细胞自我毁灭”从理论走向现实。

