試想一下現在有一排多米諾骨牌，當一根被輕敲倒下後，其餘的都會一起滾落，癌症的情況也是如此，當一個細胞開始發生癌變時，重要的細胞通路就會被改變，這就好比連鎖反應一樣，當通路中的一個點發生突變時，下游就會受到影響，這就好像多米諾骨牌一樣。癌症中被破壞的一些通路能夠調節細胞獲取或加工能量的方式，即細胞的代謝。

雖然研究人員對破壞癌症中代謝通路的錯誤瞭解了很多，但將這些突變與細胞行爲的機制聯繫起來的研究卻並不多；研究者George Poulogiannis博士就主要負責研究細胞代謝、癌症和飲食之間的關聯，他表示，通過尋找癌症代謝中的新關聯或能幫助研究人員更好地理解癌症的發病機制並開發更有針對性的新型療法。而要解決如此複雜的謎題，研究人員就需要一個相當獨特的工具。

圖片來源：Jeroen Claus (Phospho Biomedical Animation)

爲了評估癌細胞中所發生的代謝改變，研究人員開發了一種稱之爲智能刀（iKnife）的工具，這種電動外科設備能在手術期間嗅出癌症，目前其已經在乳腺癌和卵巢癌中進行了相關測試，研究者Poulogiannis解釋道，幾年前，研究人員引入了一種基於非常簡單思路的技術，其能將電子手術設備與質譜儀連接並測定正在產生的煙霧的電離特性。

利用這種技術，iKnife就能夠精準實時區分癌症和非癌症組織，這就意味着外科醫生在第一次切割後僅幾秒鐘就能知道他們是否切割了健康組織還是癌症，研究者想深入研究來證明這項技術是否能夠收集到癌症生物學和疾病關鍵驅動因素更爲詳細的信息；

尋找線索

研究者Poulogiannis表示目前他們準備在這一領域深入研究，研究人員開始尋找能夠解釋代謝與癌症線索的一些模式，同時他們篩選了一些乳腺癌細胞系、腫瘤樣本和小鼠模型；研究結果顯示，根據iKnife工具所嗅探出的特定脂肪的存在，乳腺癌樣本就能被分爲兩個不同的類別，而這種分類與目前臨牀醫生用來對疾病進行分組的任何特徵似乎都沒有關聯，比如激素受體狀態等。研究人員進一步研究發現，脂肪所表現的差異可以通過關鍵基因的突變來解釋，而該基因是PIK3CA代謝通路中的關鍵組分。

研究人員在樣本中發現的一種高水平的脂肪酸就是花生四烯酸，其是一種主要存在於日常飲食的動物脂肪中的脂肪酸，而且癌細胞也會產生這種脂肪酸；值得注意的是，相同的脂肪在癌症的炎症反應中也扮演着關鍵角色。研究人員試圖找到隱藏在背後的分子機制，他們發現，致癌性PIK3CA下游的一些信號通路能夠調節脂質的過量產生，而引起研究人員注意的生物標誌物脂肪酸就是花生四烯酸，因爲其能作爲癌症中促炎性反應的主要樞紐，而這種脂肪酸我們可以從日常飲食中獲得，同時PIK3CA突變的癌細胞也有特殊的能力能夠增加花生四烯酸的產生。

如今研究人員能夠利用iKnife工具開始慢慢收集各種碎片，這就好像排列在一起的多米諾骨牌一樣，其之間建立了一種此前沒有的聯繫，研究者發現，當小鼠被餵食了不含脂肪酸的飲食後，干擾PIK3CA信號通路的藥物或許對減緩小鼠機體中腫瘤生長更爲有效；科學家們此前就知道PIK3CA通路的錯誤或許能作爲對特定抑制劑反應缺失的標誌，但並沒有人明白到底是爲什麼，如今在iKnife工具的幫助下，研究人員發現，反應的缺失或許是花生四烯酸過量產生所導致的。

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研究者Poulogiannis及其同事開始沿着PIK3CA途徑的線索，來解析飲食、代謝和癌症之間的關聯，這或許是最早的幾項研究之一，甚至可能是第一項揭示膳食脂肪限制在療法反應中扮演關鍵角色的研究。儘管該研究尚處於早期戒斷，但研究人員對這些技術改變我們尋找癌症代謝新聯繫的方式，並指導未來如何治療癌症的潛力感到非常興奮；這項研究中，研究人員成功利用高通量技術揭示了代謝表型如何真正幫助解釋生物學機制，並最終識別出了一種新型的代謝易感性，同時還揭示了一種靶向作用腫瘤的新方法。（生物谷Bioon.com）

參考資料：

【1】Searching for novel connections in cancer metabolism

【2】Stitching together a ‘Google Earth’ for cancer