谷氨酰胺是人体中含量最丰富的自由氨基酸,是细胞重要的碳源和氮源的提供者,此外,谷氨酰胺的代谢对维持胞内氧化还原稳态有重要意义。与正常细胞相比,肿瘤细胞对谷氨酰胺的利用显著增加,许多肿瘤细胞不能在谷氨酰胺缺乏的培养液中存活。对谷氨酰胺代谢的依赖性增强被认为是除Warburg效应之外肿瘤代谢的又一重要特征。揭示谷氨酰胺缺乏引起肿瘤细胞死亡的机理对阐明肿瘤细胞谷氨酰胺依赖的机理有重要意义,尽管人们已对该机理进行了广泛研究,但目前仍未被揭示清楚。谷氨酰胺酶（GLS1）是谷氨酰胺代谢的关键酶,研究表明该酶表达上调或活性增强在肿瘤发生发展中起重要作用。然而,我们惊奇地发现在SF188、HT1080和HEB等多个细胞系中敲除GLS1能显著抑制谷氨酰胺饥饿诱导的细胞凋亡;在GLS1敲除的细胞中回补GLS1则能恢复细胞的凋亡敏感性。这些结果说明在细胞极度缺乏谷氨酰胺的情况下,GLS1不是维持细胞生存,而是促进细胞凋亡。免疫荧光染色实验显示,在谷氨酰胺饥饿的情况下,GLS1会组装成杆状的超级结构,进一步补充谷氨酸则能使GLS1的杆状结构解聚,说明该结构的形成取决于细胞内谷氨酰胺的浓度。为了确定GLS1形成的超级结构在其促凋亡中的作用,我们构建了无法形成超级结构的GLS1的K507E突变体,在GLS1敲除的细胞中回补该突变体不能恢复细胞的凋亡敏感性,说明GLS1形成超级结构是其促进谷氨酰胺缺乏诱导的细胞凋亡所必须的条件。在今后的工作中我们将进一步研究谷氨酰胺缺乏引起GLS1超级结构形成的机理及该超级结构促进细胞凋亡的机理。综上所述,我们发现了 GLS1的一个新功能,即在谷氨酰胺极度缺乏的情况下促进肿瘤细胞凋亡,该发现从细胞死亡的角度揭示了肿瘤细胞对谷氨酰胺依赖的机理,将增进人们对谷氨酰胺代谢以及细胞在谷氨酰胺匮乏时的应激反应的认识。