乳腺中的细胞（包括肿瘤细胞）被周围的细胞外基质（ECM）所包围。由于血流量受限，ECM中的营养物质稀少，并且随着肿瘤细胞的生长而变得更加缺乏。然而，癌细胞仍然能够继续生长，促使研究人员探索肿瘤细胞如何为自己提供所需的原料。
研究人员将乳腺腺癌细胞植入到不同基质中，包括含有或不含有特定关键氨基酸的胶原蛋白（ECM的主要组分）或商业化的基质准备物，以及特殊塑料。他们发现，当肿瘤细胞被基质包围时，它们能够克服氨基酸的减少。进一步的研究表明，癌细胞通过一种名为巨胞饮（macropinocytosis）的摄入过程摄取和消化ECM。在这一过程中，细胞能够吞噬大量的细胞外物质。
对代谢组学进行分析后，研究人员发现，名为酪氨酸和苯丙氨酸的两种氨基酸在饥饿反应的代谢变化中起主导作用。这两种氨基酸通过线粒体的三羧酸循环作为能量产生的原料。当关键酶类HPDL（一种从苯丙氨酸到三羧酸循环的酶）被剔除时，细胞的生长明显受损。阻断或减少HPDL或巨胞饮启动子PAK1的表达有助于减少肿瘤细胞迁移和侵入周围组织的能力。
研究人员指出，乳腺癌细胞能够在营养物质匮乏的环境中利用细胞外基质中的营养物质生存。这一过程依赖于巨胞饮和关键氨基酸向能量释放底物的代谢转化。HPDL介导的酪氨酸和苯丙氨酸的代谢代表了癌细胞在缺乏营养的微环境中生长的代谢易感性。
这项研究揭示了乳腺癌细胞在肿瘤内具有挑战性的环境中生存的一种新机制。由于食物来源缺乏，癌细胞能够获取、消化周围的基质组分。研究人员已经识别出细胞用来利用基质的关键代谢过程，这可能代表了一种新型的治疗靶点。研究结果强调了肿瘤微环境中细胞外基质的重要性，它能够调节苯丙氨酸和酪氨酸的代谢，为支持癌细胞生长提供额外的营养物质来源。这一发现为抗癌疗法的发展提供了新的思路和潜在的治疗策略。
