清華研究破解癌細胞弱點 雙重打擊誘發「鐵死亡」

【今傳媒/記者黃誌寬報導】國立清華大學生命科學系教授王雯靜研究團隊最新發現，人體內常見的抗氧化物「穀胱甘肽（GSH）」，在癌細胞中具有更為複雜的作用，甚至可能成為幫助癌細胞活下來的關鍵因素。這項研究展示一條影響癌細胞生存的重要代謝路徑，並提出可誘導癌細胞自我崩解的策略，成果已刊登於國際頂尖期刊《Advanced Science》，為癌症治療帶來嶄新思維。

研究發現，穀胱甘肽不僅能幫助細胞抵抗氧化壓力，還會與一種名為「丙酮酸激酶M2（PKM2）」的關鍵代謝酵素結合，使其維持在最活躍的「四聚體」狀態。丙酮酸激酶M2就像細胞能量的開關，直接影響癌細胞是否能快速獲取能量與合成原料，以支撐其持續生長。

王雯靜以駕駛車輛比喻，當癌細胞一方面失去穀胱甘肽的保護，另一方面卻又被迫讓丙酮酸激酶M2持續高速運轉，就像同時面臨「剎車失靈」和「油門加速」的雙重打擊，最終因代謝失衡而承受過高的脂質氧化壓力，進而啟動一種稱為「鐵死亡（ferroptosis）」的自我崩解機制。在動物實驗中，這項策略已成功抑制腫瘤的生長。

研究第一作者陳粲然表示，細胞能量代謝酵素的活性受到相當複雜的調控機制影響。研究團隊透過一系列篩選和結構生物學分析，成功發現新的調控機制，並揭示抗氧化劑在癌細胞中可能具有的「雙面性」。未來若能精準操控這條代謝軸線，便有機會使癌細胞在壓力下走向自我毀滅，進而開發更有效的治療策略。

研究團隊也透過癌症大數據分析發現，另一個關鍵分子SLC7A11扮演著「癌細胞後勤補給」的角色，負責穀胱甘肽的生成與供應。當SLC7A11表現量越高，癌細胞越能製造穀胱甘肽、抵抗鐵死亡，其表現亦與癌症惡性度及較差預後高度相關。研究因此提出「GSH–PKM2–SLC7A11」代謝軸線，作為未來精準癌症治療的重要研究方向。

本研究結合了結構生物學、細胞實驗、動物腫瘤模型與癌症大數據分析等多元研究方法。其中，團隊成功解析丙酮酸激酶M2與穀胱甘肽結合的立體結構，首次揭開癌細胞關鍵蛋白「結構開關」的運作祕密。