Research progress on the relationship between asparagine and tumors
- JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY Vol. 35, Issue 2, Pages: 170-174(2026)
- 作者机构：
1.滨州医学院第一临床医学院，山东 滨州 256600
2.滨州医学院附属医院介入血管外科，山东 滨州 256600
- 作者简介：
- 基金信息：
DOI：10.11659/jjssx.04E025051
CLC： R730.2Received：10 April 2025，
Published：25 February 2026
- 稿件说明：
移动端阅览
徐增强,姜萌昕,耿杨等.天冬酰胺与肿瘤关系的研究进展[J].局解手术学杂志,2026,35(02):170-174.
XU Zeng-qiang,JIANG Meng-xin,GENG Yang,et al.Research progress on the relationship between asparagine and tumors[J].JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY,2026,35(02):170-174.
徐增强,姜萌昕,耿杨等.天冬酰胺与肿瘤关系的研究进展[J].局解手术学杂志,2026,35(02):170-174. DOI： 10.11659/jjssx.04E025051.
XU Zeng-qiang,JIANG Meng-xin,GENG Yang,et al.Research progress on the relationship between asparagine and tumors[J].JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY,2026,35(02):170-174. DOI： 10.11659/jjssx.04E025051.
摘要
天冬酰胺（Asn）作为一种非必需氨基酸，在疾病的发展过程中扮演着举足轻重的角色，尤其在肿瘤细胞代谢调控和免疫调节方面发挥着关键作用。本文围绕肿瘤代谢及转移侵袭等核心生物学过程，从信号通路和分子机制方面，系统阐述了Asn参与上述病理进程的具体作用机制。同时，本文总结了近年来Asn在肿瘤治疗领域的研究进展及临床应用成果，并深入分析了其在后续研究与临床推广中可能面临的挑战，旨在为Asn在医学领域的进一步应用研究提供有力线索，并为相关领域的研究者提供有益的参考。
Abstract
Asparagine （Asn）， a non-essential amino acid， plays a pivotal role in the development of diseases， particularly in the metabolic regulation and immune modulation of tumor cells. This paper focuses on the core biological processes such as tumor metabolism and metastasis and invasion， and systematically elucidates the specific mechanisms of Asn participates in the above pathological processes from the perspectives of signaling pathways and molecular mechanisms. Meanwhile， this paper summarizes the research progress and clinical application achievements of Asn in the field of tumor therapy in recent years， and conducts an in-depth analysis of potential challenges in subsequent research and clinical promotion， aiming to provide valuable insights for further application studies of Asn in the medical field and offer useful references for researchers in related areas.
关键词
Keywords
references
Yu Q ， Wang X ， Wang L ， et al . Knockdown of asparagine synthetase （ASNS） suppresses cell proliferation and inhibits tumor growth in gastric cancer cells ［J］. Scand J Gastroenterol ， 2016 ， 51 （ 10 ）： 1220 - 1226 . doi： 10.1080/00365521.2016.1190399 http://dx.doi.org/10.1080/00365521.2016.1190399 .
Williams RT ， Guarecuco R ， Gates LA ， et al . ZBTB1 regulates asparagine synthesis and leukemia cell response to L-asparaginase ［J］. Cell Metab ， 2020 ， 31 （ 4 ）： 852 - 861.e6 . doi： 10.1016/j.cmet.2020. 03.008 http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2020.03.008 .
Hassan ZH ， Auda IG ， Mahdi LH . L-asparaginase from human breast milk Lactobacillus reuteri induces apoptosis using therapeutic targets Caspase-8 and Caspase-9 in breast cancer cell line ［J］. Breast Dis ， 2023 ， 42 （ 1 ）： 277 - 283 . doi： 10.3233/bd-220074 http://dx.doi.org/10.3233/bd-220074 .
Gottschalk Højfeldt S ， Grell K ， Abrahamsson J ， et al . Relapse risk following truncation of pegylated asparaginase in childhood acute lymphoblastic leukemia ［J］. Blood ， 2021 ， 137 （ 17 ）： 2373 - 2382 . doi： 10.1182/blood.2020006583 http://dx.doi.org/10.1182/blood.2020006583 .
Cooney DA ， Handschumacher RE . L-asparaginase and L-asparagine metabolism ［J］. Annu Rev Pharmacol ， 1970 ， 10 ： 421 - 440 . doi： 10.1146/annurev.pa.10.040170.002225 http://dx.doi.org/10.1146/annurev.pa.10.040170.002225 .
Ertel IJ ， Nesbit ME ， Hammond D ， et al . Effective dose of L-asparaginase for induction of remission in previously treated children with acute lymphocytic leukemia：a report from Childrens Cancer Study Group ［J］. Cancer Res ， 1979 ， 39 （ 10 ）： 3893 - 2896 .
Amylon MD ， Shuster J ， Pullen J ， et al . Intensive high-dose asparaginase consolidation improves survival for pediatric patients with T cell acute lymphoblastic leukemia and advanced stage lymphoblastic lymphoma：a Pediatric Oncology Group study ［J］. Leukemia ， 1999 ， 13 （ 3 ）： 335 - 342 . doi： 10.1038/sj.leu.2401310 http://dx.doi.org/10.1038/sj.leu.2401310 .
Pui CH ， Relling MV ， Campana D ， et al . Childhood acute lymphoblastic leukemia ［J］. Rev Clin Exp Hematol ， 2002 ， 6 （ 2 ）： 161 - 180 . doi： 10.1046/j.1468-0734.2002.00067.x http://dx.doi.org/10.1046/j.1468-0734.2002.00067.x .
Graham ML . Pegaspargase：a review of clinical studies ［J］. Adv Drug Deliv Rev ， 2003 ， 55 （ 10 ）： 1293 - 1302 . doi： 10.1016/s0169-409x（03）00110-8 http://dx.doi.org/10.1016/s0169-409x（03）00110-8 .
Deng L ， Yao P ， Li L ， et al . p53-mediated control of aspartate-asparagine homeostasis dictates LKB1 activity and modulates cell survival ［J］. Nat Commun ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 1755 . doi： 10.1038/s41467-020-15573-6 http://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-15573-6 .
Cantor JR ， Sabatini DM . Cancer cell metabolism：one hallmark，many faces ［J］. Cancer Discov ， 2012 ， 2 （ 10 ）： 881 - 898 . doi： 10.1158/2159-8290.Cd-12-0345 http://dx.doi.org/10.1158/2159-8290.Cd-12-0345 .
Zhang J ， Fan J ， Venneti S ， et al . Asparagine plays a critical role in regulating cellular adaptation to glutamine depletion ［J］. Mol Cell ， 2014 ， 56 （ 2 ）： 205 - 218 . doi： 10.1016/j.molcel.2014.08.018 http://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2014.08.018 .
Krall AS ， Xu S ， Graeber TG ， et al . Asparagine promotes cancer cell proliferation through use as an amino acid exchange factor ［J］. Nat Commun ， 2016 ， 7 ： 11457 . doi： 10.1038/ncomms11457 http://dx.doi.org/10.1038/ncomms11457 .
Krall AS ， Mullen PJ ， Surjono F ， et al . Asparagine couples mitochondrial respiration to ATF4 activity and tumor growth ［J］. Cell Metab ， 2021 ， 33 （ 5 ）： 1013 - 1026.e6 . doi： 10.1016/j.cmet.2021. 02.001 http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2021.02.001 .
González A ， Hall MN . Nutrient sensing and TOR signaling in yeast and mammals ［J］. EMBO J ， 2017 ， 36 （ 4 ）： 397 - 408 . doi： 10.15252/embj.201696010 http://dx.doi.org/10.15252/embj.201696010 .
Sancak Y ， Bar-Peled L ， Zoncu R ， et al . Ragulator-Rag complex targets mTORC1 to the lysosomal surface and is necessary for its activation by amino acids ［J］. Cell ， 2010 ， 141 （ 2 ）： 290 - 303 . doi： 10.1016/j.cell.2010.02.024 http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2010.02.024 .
Meng D ， Yang Q ， Wang H ， et al . Glutamine and asparagine activate mTORC1 independently of Rag GTPases ［J］. J Biol Chem ， 2020 ， 295 （ 10 ）： 2890 - 2899 . doi： 10.1074/jbc.AC119.011578 http://dx.doi.org/10.1074/jbc.AC119.011578 .
Jewell JL ， Kim YC ， Russell RC ， et al . Metabolism.Differential regulation of mTORC1 by leucine and glutamine ［J］. Science ， 2015 ， 347 （ 6218 ）： 194 - 198 . doi： 10.1126/science.1259472 http://dx.doi.org/10.1126/science.1259472 .
Taurino G ， Dander E ， Chiu M ， et al . Asparagine transport through SLC1A5/ASCT2 and SLC38A5/SNAT5 is essential for BCP-ALL cell survival and a potential therapeutic target ［J］. Br J Haematol ， 2024 ， 205 （ 1 ）： 175 - 188 . doi： 10.1111/bjh.19516 http://dx.doi.org/10.1111/bjh.19516 .
Sharma D ， Yu Y ， Shen L ， et al . SLC1A5 provides glutamine and asparagine necessary for bone development in mice ［J］. Elife ， 2021 ， 10 ： e71595 . doi： 10.7554/eLife.71595 http://dx.doi.org/10.7554/eLife.71595 .
Zhang Y ， Kwok-Shing Ng P ， Kucherlapati M ， et al . A pan-cancer proteogenomic atlas of PI3K/AKT/mTOR pathway alterations ［J］. Cancer Cell ， 2017 ， 31 （ 6 ）： 820 - 832.e3 . doi： 10.1016/j.ccell.2017. 04.013 http://dx.doi.org/10.1016/j.ccell.2017.04.013 .
Thorpe LM ， Yuzugullu H ， Zhao JJ . PI3K in cancer：divergent roles of isoforms，modes of activation and therapeutic targeting ［J］. Nat Rev Cancer ， 2015 ， 15 （ 1 ）： 7 - 24 . doi： 10.1038/nrc3860 http://dx.doi.org/10.1038/nrc3860 .
Benjamin D ， Colombi M ， Moroni C ， et al . Rapamycin passes the torch：a new generation of mTOR inhibitors ［J］. Nat Rev Drug Discov ， 2011 ， 10 （ 11 ）： 868 - 880 . doi： 10.1038/nrd3531 http://dx.doi.org/10.1038/nrd3531 .
Knott SRV ， Wagenblast E ， Khan S ， et al . Erratum：Asparagine bioavailability governs metastasis in a model of breast cancer ［J］. Nature ， 2018 ， 556 （ 7699 ）： 135 . doi： 10.1038/nature26162 http://dx.doi.org/10.1038/nature26162 .
Apfel V ， Begue D ， Cordo V ， et al . Therapeutic assessment of targeting ASNS combined with L-asparaginase treatment in solid tumors and investigation of resistance mechanisms ［J］. ACS Pharmacol Transl Sci ， 2021 ， 4 （ 1 ）： 327 - 337 . doi： 10.1021/acsptsci.0c00196 http://dx.doi.org/10.1021/acsptsci.0c00196 .
Panosyan EH ， Wang Y ， Xia P ， et al . Asparagine depletion potentiates the cytotoxic effect of chemotherapy against brain tumors ［J］. Mol Cancer Res ， 2014 ， 12 （ 5 ）： 694 - 702 . doi： 10.1158/1541-7786 http://dx.doi.org/10.1158/1541-7786 .
Mazloum-Ravasan S ， Madadi E ， Mohammadi A ， et al . Yarrowia lipolytica L-asparaginase inhibits the growth and migration of lung （A549） and breast （MCF7） cancer cells ［J］. Int J Biol Macromol ， 2021 ， 170 ： 406 - 414 . doi： 10.1016/j.ijbiomac.2020.12.141 http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.12.141 .
张博 . 天冬酰胺合成酶在肝细胞癌中的表达与预后分析及功能研究 ［D］. 上海 ： 第二军医大学 ， 2013 . doi： 10.7666/d.Y2339664 http://dx.doi.org/10.7666/d.Y2339664 .
Fu Y ， Ding L ， Yang X ， et al . Asparagine synthetase-mediated L-asparagine metabolism disorder promotes the perineural invasion of oral squamous cell carcinoma ［J］. Front Oncol ， 2021 ， 11 ： 637226 . doi： 10.3389/fonc.2021.637226 http://dx.doi.org/10.3389/fonc.2021.637226 .
Fang K ， Chu Y ， Zhao Z ， et al . Enhanced expression of asparagine synthetase under glucose-deprived conditions promotes esophageal squamous cell carcinoma development ［J］. Int J Med Sci ， 2020 ， 17 （ 4 ）： 510 - 516 . doi： 10.7150/ijms.39557 http://dx.doi.org/10.7150/ijms.39557 .
Lian JJ ， Li ZX ， Lin HL ， et al . The activation of asparagine synthetase by the transcription factor FOXM1 plays a pivotal role in the initiation and progression of ESCC ［J］. J Gene Med ， 2024 ， 26 （ 10 ）： e3741 . doi： 10.1002/jgm.3741 http://dx.doi.org/10.1002/jgm.3741 .
Guardamagna I ， Iaria O ， Lonati L ， et al . Asparagine and glutamine deprivation alters ionizing radiation response，migration and adhesion of a p53（null） colorectal cancer cell line ［J］. Int J Mol Sci ， 2023 ， 24 （ 3 ）： 2983 . doi： 10.3390/ijms24032983 http://dx.doi.org/10.3390/ijms24032983 .
Song P ， Ye L ， Fan J ， et al . Asparaginase induces apoptosis and cytoprotective autophagy in chronic myeloid leukemia cells ［J］. Oncotarget ， 2015 ， 6 （ 6 ）： 3861 - 3873 . doi： 10.18632/oncotarget.2869 http://dx.doi.org/10.18632/oncotarget.2869 .
Broome JD . Evidence that the L-asparaginase of guinea pig serum is responsible for its antilymphoma effects.I.Properties of the L-asparaginase of guinea pig serum in relation to those of the antilymphoma substance ［J］. J Exp Med ， 1963 ， 118 （ 1 ）： 99 - 120 . doi： 10.1084/jem.118.1.99 http://dx.doi.org/10.1084/jem.118.1.99 .
Haskell CM ， Canellos GP . L-asparaginase resistance in human leukemia--asparagine synthetase ［J］. Biochem Pharmacol ， 1969 ， 18 （ 10 ）： 2578 - 2580 . doi： 10.1016/0006-2952（69）90375-x http://dx.doi.org/10.1016/0006-2952（69）90375-x .
Hinze L ， Pfirrmann M ， Karim S ， et al . Synthetic lethality of Wnt pathway activation and asparaginase in drug-resistant acute leukemias ［J］. Cancer Cell ， 2019 ， 35 （ 4 ）： 664 - 676.e7 . doi： 10.1016/j.ccell.2019. 03.004 http://dx.doi.org/10.1016/j.ccell.2019.03.004 .
Zhou R ， Liang T ， Li T ， et al . Possible mechanism of metabolic and drug resistance with L-asparaginase therapy in childhood leukaemia ［J］. Front Oncol ， 2023 ， 13 ： 1070069 . doi： 10.3389/fonc.2023. 1070069 http://dx.doi.org/10.3389/fonc.2023.1070069 .
Maggi M ， Scotti C . HAP1 loss in l-asparaginase resistance ［J］. Blood ， 2019 ， 133 （ 20 ）： 2116 - 2118 . doi： 10.1182/blood-2019-03-900993 http://dx.doi.org/10.1182/blood-2019-03-900993 .
Richards NG ， Kilberg MS . Asparagine synthetase chemotherapy ［J］. Annu Rev Biochem ， 2006 ， 75 ： 629 - 654 . doi： 10.1146/annurev.biochem.75.103004.142520 http://dx.doi.org/10.1146/annurev.biochem.75.103004.142520 .
Cui H ， Darmanin S ， Natsuisaka M ， et al . Enhanced expression of asparagine synthetase under glucose-deprived conditions protects pancreatic cancer cells from apoptosis induced by glucose deprivation and cisplatin ［J］. Cancer Res ， 2007 ， 67 （ 7 ）： 3345 - 3355 . doi： 10.1158/0008-5472.Can-06-2519 http://dx.doi.org/10.1158/0008-5472.Can-06-2519 .
Sircar K ， Huang H ， Hu L ， et al . Integrative molecular profiling reveals asparagine synthetase is a target in castration-resistant prostate cancer ［J］. Am J Pathol ， 2012 ， 180 （ 3 ）： 895 - 903 . doi： 10.1016/j.ajpath. 2011.11.030 http://dx.doi.org/10.1016/j.ajpath.2011.11.030 .
Pan Y ， Suzuki T ， Sakai K ， et al . Bisabosqual A：a novel asparagine synthetase inhibitor suppressing the proliferation and migration of human non-small cell lung cancer A549 cells ［J ］. Eur J Pharmacol ， 2023 ， 960 ： 176156 . doi： 10.1016/j.ejphar.2023.176156 http://dx.doi.org/10.1016/j.ejphar.2023.176156 .
LaMoia TE ， Shulman GI . Cellular and molecular mechanisms of metformin action ［J］. Endocr Rev ， 2021 ， 42 （ 1 ）： 77 - 96 . doi： 10.1210/endrev/bnaa023 http://dx.doi.org/10.1210/endrev/bnaa023 .
Zheng X ， Chi J ， Zhi J ， et al . Aurora-A-mediated phosphorylation of LKB1 compromises LKB1/AMPK signaling axis to facilitate NSCLC growth and migration ［J］. Oncogene ， 2018 ， 37 （ 4 ）： 502 - 511 . doi： 10.1038/onc.2017.354 http://dx.doi.org/10.1038/onc.2017.354 .
Pan C ， Yan M ， Yao J ， et al . Aurora kinase small molecule inhibitor destroys mitotic spindle，suppresses cell growth，and induces apoptosis in oral squamous cancer cells ［J］. Oral Oncol ， 2008 ， 44 （ 7 ）： 639 - 645 . doi： 10.1016/j.oraloncology.2007.08.010 http://dx.doi.org/10.1016/j.oraloncology.2007.08.010 .
Huang XF ， Luo SK ， Xu J ， et al . Aurora kinase inhibitory VX-680 increases Bax/Bcl-2 ratio and induces apoptosis in Aurora-A-high acute myeloid leukemia ［J］. Blood ， 2008 ， 111 （ 5 ）： 2854 - 2865 . doi： 10.1182/blood-2007-07-099325 http://dx.doi.org/10.1182/blood-2007-07-099325 .
Deng B ， Liu F ， Chen N ， et al . AURKA emerges as a vulnerable target for KEAP1-deficient non-small cell lung cancer by activation of asparagine synthesis ［J］. Cell Death Dis ， 2024 ， 15 （ 3 ）： 233 . doi： 10.1038/s41419-024-06577-x http://dx.doi.org/10.1038/s41419-024-06577-x .
Zhou Q ， Li L ， Sha F ， et al . PTTG1 reprograms asparagine metabolism to promote hepatocellular carcinoma progression ［J］. Cancer Res ， 2023 ， 83 （ 14 ）： 2372 - 2386 . doi： 10.1158/0008-5472.Can-22-3561 http://dx.doi.org/10.1158/0008-5472.Can-22-3561 .
Wu J ， Li G ， Li L ， et al . Asparagine enhances LCK signalling to potentiate CD8 + T-cell activation and anti-tumour responses ［J］. Nat Cell Biol ， 2021 ， 23 （ 1 ）： 75 - 86 . doi： 10.1038/s41556-020-00615-4 http://dx.doi.org/10.1038/s41556-020-00615-4 .
Hope HC ， Brownlie RJ ， Fife CM ， et al . Coordination of asparagine uptake and asparagine synthetase expression modulates CD8 + T cell activation ［J］. JCI Insight ， 2021 ， 6 （ 9 ）： e137761 . doi： 10.1172/jci.insight.137761 http://dx.doi.org/10.1172/jci.insight.137761 .
Gnanaprakasam JNR ， Kushwaha B ， Liu L ， et al . Asparagine restriction enhances CD8 + T cell metabolic fitness and antitumoral functionality through an NRF2-dependent stress response ［J］. Nat Metab ， 2023 ， 5 （ 8 ）： 1423 - 1439 . doi： 10.1038/s42255-023-00856-1 http://dx.doi.org/10.1038/s42255-023-00856-1 .
Zhang B ， Dong LW ， Tan YX ， et al . Asparagine synthetase is an independent predictor of surgical survival and a potential therapeutic target in hepatocellular carcinoma ［J］. Br J Cancer ， 2013 ， 109 （ 1 ）： 14 - 23 . doi： 10.1038/bjc.2013.293 http://dx.doi.org/10.1038/bjc.2013.293 .
Chiu M ， Taurino G ， Bianchi MG ， et al . Asparagine synthetase in cancer：beyond acute lymphoblastic leukemia ［J］. Front Oncol ， 2019 ， 9 ： 1480 . doi： 10.3389/fonc.2019.01480 http://dx.doi.org/10.3389/fonc.2019.01480 .
Fonseca MHG ， Fiúza TDS ， Morais SB ， et al . Circumventing the side effects of L-asparaginase ［J］. Biomed Pharmacother ， 2021 ， 139 ： 111616 . doi： 10.1016/j.biopha.2021.111616 http://dx.doi.org/10.1016/j.biopha.2021.111616 .
0
Views
2
下载量
0
CSCD
- L-PDFDownload
- WORDDownload
- Meta-XMLDownload
- BibTeXDownload
- EndnoteDownload
- RefMan Download
- NoteExpressDownload
- NoteFirstDownload
Publicity Resources
Related Articles
Related Author
Related Institution
- Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备09064830号-19
京公网安备11010802024621 - It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
- Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.
