《自然》子刊:改造脂肪为棕色脂肪抑制肿瘤生长……
- - 阅 40癌症,是人类第二大致死亡原因,也是最可怕的绝症之一。
当下癌症依然是重大医学难题之一,因为没有非常确定的有效手段,大多数癌症患者仍接受的是化疗、放疗等传统治疗手段。
图源baijiahao.baidu.com
但是化疗、放疗等手段也面临着副作用过大、容易复发的问题,医学界为了寻找新的治疗手段已经努力了几十年。
近年来,出现了免疫疗法、基因疗法、细胞疗法等,为肿瘤治疗及抗肿瘤药物研发提供了全新的思路和方法,治愈了一些特定的癌症。
但肿瘤这个健康的“头号杀手”的威胁仍然存在,亟待出现更加彻底有效的治疗手段。
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最近《自然》子刊的一项研究证明,通过改造脂肪细胞,可以破坏癌细胞摄取能量的过程,达到“饿死”癌细胞的效果。
这种方法有点像代谢饮食疗法,就是通过大量的吃脂肪,不吃碳水化合物,耗尽身体的葡萄糖后,癌细胞就无法生存。
但是,这种方法不用吃大量脂肪,而是用特定的技术手段改造脂肪细胞,我们一起来看看这项研究的具体情况吧。
寒冷环境抑制肿瘤生长
要搞明白这项研究,得追溯到癌细胞生存和增殖的原理,癌细胞和正常细胞的区别,癌细胞通过葡萄糖供能,而且需要很多。
→“饿死”癌细胞的新方法:受冷
1931年诺贝尔医学奖得主,奥托沃伯格就说了,癌细胞需要葡萄糖和谷氨酰酸来繁殖,如果不是,那就不是癌细胞。
对癌细胞来说,大量的葡萄糖是生存和增殖的关键,而破坏这一吸收过程,就可能让癌细胞失去能量来源,即俗称的“饿死”癌细胞。
2023 年发表于《自然》杂志的一项研究,提出了一种新的癌细胞饥饿策略:寒冷。①
这项研究发现,肿瘤小鼠暴露于寒冷条件下,会显著抑制各种类型实体瘤的生长,包括临床上无法治疗的癌症,如胰腺癌。
→棕色脂肪组织
有氧糖酵解是肿瘤独特的代谢特征,但有氧糖酵解的效率非常低,因此肿瘤细胞会需要大量的葡萄糖,寒冷则会阻碍这个过程。
这是因为,寒冷诱导棕色脂肪(BAT)激活,能与肿瘤细胞竞争摄取葡萄糖,大大降低了血糖,并阻碍了癌细胞中基于糖酵解的代谢。
寒冷暴露抑制肿瘤生长机制
但如果破坏了小鼠的 BAT 功能,并且恢复高葡萄糖饮食,则无法从寒冷中获取到这种好处。
在一项试点人体研究中,轻度寒冷暴露会激活健康人和癌症患者的大量 BAT,肿瘤组织中葡萄糖摄取减轻。
不用受冷,改造脂肪能否抑制癌细胞?
这项研究的突破性成果为癌症治疗提供了全新的思路,也为癌症治疗的创新方法开辟了新的方向,但是有个问题:癌症患者能长时间冻着吗?
→白色脂肪改造成棕色脂肪
尽管寒冷具备抗肿瘤的作用,但让癌症患者长时间暴露在低温环境中,并不现实。
Ahituv 博士也注意到了这项研究的闪光点,他认为棕色脂肪 BAT 是寒冷介导抗肿瘤效应的关键因素,或许可以直接操纵 BAT 实现。
在最新发表在《自然》子刊的新研究中,Ahituv 博士与同事提出了一种基于BAT 的脂肪操纵移植术。②
采用基因编辑技术将白色脂肪改造成棕色脂肪,然后将 BAT 移植到癌细胞存在的区域,这些 BAT 会与癌细胞竞争,从而抑制肿瘤的生长。
为什么要改造脂肪这么麻烦呢?因为成人体内的 BAT 占比非常小,提取非常困难,而基因编辑技术已经很成熟了。
→棕色脂肪“打败”癌细胞
为了验证改造后的 BAT 能否抑制癌细胞的生长,Ahituv 博士设计了一个细胞共培养模型,将癌细胞和改造后的 BAT 不接触共培养。
3 天后,研究团队发现,与没有任何干预的癌细胞相比,同改造 BAT 共培养的癌细胞数量明显更少。
BAT可以有效地抑制癌细胞生长
不仅如此,癌细胞的葡萄糖摄取量、糖酵解和脂肪酸氧化能力都出现了下降,看上去癌细胞在能量代谢方面完全被 BAT “打败”了。
体内实验也具备相同的效果,研究者将改造的 BAT 类器官移植到成形的肿瘤旁,这种共培养可以使得肿瘤体积减少 50% 以上。
移植BAT类器官,小鼠的肿瘤体积明显缩小
在乳腺癌和胰腺癌的小鼠模型中,这种培养好的 BAT 类器官移植到了乳腺或胰腺,同样能够显著促进癌细胞的凋亡。
关键的瘦龙说
癌症的传统治疗方法,手术、放疗和化疗等在一定程度上取得了效果,但这些方法对正常细胞的损伤较大,而且肿瘤细胞的耐药性往往会增强。
这项研究揭示了一种新型的癌症治疗策略,通过基因编辑技术,将白色脂肪细胞转化为具有棕色脂肪特性的细胞,抑制癌细胞的增殖。
虽然很多人“痛恨”脂肪,特别是腹部堆积的白色脂肪,但是脂肪组织在人体中其实发挥着重要作用。
传统一直认为,脂肪细胞是储存能量的“库房”,尤其是白色脂肪细胞,然而,近年来的研究发现,脂肪细胞并非只具备储能的功能。
比如棕色脂肪,与白色脂肪细胞不同,棕色脂肪细胞的主要特点是其能够通过“非颤抖性产热”过程消耗能量。
棕色脂肪的这一特性,不仅能够在寒冷中帮助调节体温,而且在代谢过程中消耗大量的脂肪,称为可以燃脂的脂肪。
在特定条件下,比如受冷,某些白色脂肪细胞可以转变为棕色脂肪细胞,这一现象被称为脂肪细胞的“变棕”,又叫“激活”。
这种现象其实被发现很久了,大家也只认为这是一种很好的减肥方法,但是很少发现,它还是一种新的癌症治疗方法。
在未来,或许只需要从患者身上获取一些腹部脂肪,改造后移植回肿瘤所在区域,就能抑制肿瘤生长。
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