科学家发现， 肿瘤细胞与其他活细胞一样，具有增殖、分化、细胞周期停滞和凋亡的潜力。 为了探明肿瘤细胞的代谢表型，2002年由美国加州大学洛杉矶分校医学院海港研究与教育研究所专家LaszloGBoros领衔的科学团队开展了胰腺细胞转化和肿瘤生长与代谢酶的激活有关假说的研究。实验结果收录于美国国家医学图书馆，发表在胰腺杂志（Pancreas）上。

每种情况都有特定的代谢表型，其特征是产生细胞在特定状态下运作所需的能量和特殊底物。与正常活细胞不同，肿瘤细胞的代谢表型支持增殖状态。人类癌症的持续遗传特征揭示了潜在的癌症启动子和抑制基因的更复杂的结构，这些基因表现出巨大的变异性，并且极难调节。肿瘤诱导的多种机制共同影响了代谢改变的正常分化潜能、细胞周期阻滞和细胞凋亡。尽管肿瘤细胞具有表达不同分化程度对应的不同表型的巨大遗传潜力，但肿瘤细胞的统一特征是特定的高糖代谢表型和低分化。

肿瘤细胞主要将葡萄糖用于细胞内的合成代谢过程，主要是核苷酸的合成，而其他合成代谢反应，如脂质和蛋白质合成途径则消耗了葡萄糖碳。我们的总体假设是，生长信号和遗传因素将人类细胞从静止状态转变为增殖状态，这些影响是由代谢表型变化介导的，旨在为快速分裂的细胞提供最佳碳源，而牺牲细胞分化。我们汇总了支持这一假说的证据，描述了生长信号在胰腺、肺和上皮恶性肿瘤生长和死亡过程中转化为代谢途径活性变化的过程。实验使用TGF－beta（一种细胞转化剂）和肿瘤生长抑制植物提取物（如染料木黄酮和爱唯麦）或新型合成抗白血病药物转化肿瘤细胞的功能状态，诱导的代谢表型发生了相反的变化。

肿瘤生长的代谢性假说说的是，肿瘤细胞和其他活细胞一样，具有增殖、分化、细胞周期阻滞和凋亡的潜能。与这些条件相关联的是根据给定细胞的代谢需要，在大分子合成途径之间的底物的特定分布。大分子合成途径直接决定增殖、分化、细胞周期阻滞和凋亡表型其特点是在不同病理生理条件下，细胞功能所需的能量和底物的产生需要不同。

抑制肿瘤生长的药物，如染料木黄酮和发酵小麦胚芽提取物爱唯麦，将葡萄糖利用从典型的增殖表型模式改变为分化或凋亡细胞模式。这些证据表明：（1）细胞转化和肿瘤生长与代谢酶的激活有关，代谢酶增加对核酸合成的葡萄糖碳利用，而脂质和氨基酸合成途径酶在肿瘤生长抑制期间被激活。（2）中间代谢酶及其底物的磷酸化、变构调控和转录调控共同介导和维持细胞从一种状态向另一种状态的转化。将肿瘤细胞从一种功能状态转化为另一种功能状态的病理生理和遗传因素的作用是通过代谢表型变化介导的，代谢表型变化旨在以牺牲细胞分化为代价为分裂细胞提供最佳的碳源。

我们假设的另一个结果是，通过改变癌细胞的代谢功能能力来改变恶性表型是可能的。这一原理可以应用于开发新的癌症治疗方案和化学预防策略，以最终造福患者。细胞代谢通过特定的葡萄糖代谢反应来适应不同的细胞事件。当这种允许肿瘤细胞无限制生长的过程被特定葡萄糖代谢酶的抑制逆转时，细胞的恶性表型也会发生改变。

最近的研究使用新的肿瘤生长抑制剂，如小麦芽提取物爱唯麦用于治疗晚期肝转移的人类结直肠癌或STI571（格列卫）用于治疗慢性髓系白血病，揭示了对用于核酸合成的葡萄糖的强烈抑制作用是抗增殖作用的主要机制。

肿瘤细胞因其不同的遗传畸变而具有其独特的特征。然而，它们的侵袭性和增生性受到底物、营养物质和代谢途径酶活性的限制。了解肿瘤生长调节剂对糖酵解和合成代谢反应的适应性代谢变化，是理解胰腺肿瘤病理生理的基础。提出的肿瘤细胞生长和死亡的代谢假说，为开发恢复肿瘤特异性代谢变化的新策略提供了广泛的基础和临床研究。

关键调节代谢酶的复杂代谢网络为直接干预提供了大量靶点。这类新的代谢调节剂为目前的基因治疗药物、化疗药物和信号通路调节剂提供了一种潜在的有效替代方案，可以通过限制核酸合成中葡萄糖碳的使用来实现减少细胞增殖的相同共同终点效应，如细胞转化剂和抑制肿瘤生长的制剂爱唯麦诱导的代谢表型发生相反的变化。介导生长信号通路并促进恶性细胞转化的中间代谢酶可能成为癌症治疗的高效非遗传新靶点。