吃那么多脂肪,都喂了癌细胞?

现代人往往吃得油、动得少 , 让超重和肥胖成为了全世界的健康问题 。 肥胖不仅容易引起高血压、糖尿病等慢性疾病 , 还有越来越多的科学证据表明 , 肥胖与癌症关系密切 。 目前已知肥胖会增加结直肠癌、乳腺癌、肝癌、胰腺癌等十几种癌症的风险 , 并且与预后不良、生存率降低有关 。
吃那么多脂肪,都喂了癌细胞?文章插图
图片来源:123RF
近日 , 在顶尖学术期刊《细胞》上 , 来自哈佛医学院的科学家们通过动物研究指出 , 高脂肪饮食引起的肥胖 , 会把癌细胞喂饱 , 而让肿瘤内部的免疫细胞“挨饿” , 从而削弱免疫细胞的抗癌能力 , 加速肿瘤生长 。
研究人员指出 , 这一发现为更好地了解肥胖如何影响癌症 , 以及患者新陈代谢对治疗结果的影响奠定了基础 。
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在这项研究中 , 科学家们采用了多种癌症小鼠模型 , 包括结直肠癌 , 乳腺癌 , 黑素瘤和肺癌 , 研究肥胖造成的影响 。
为此 , 研究人员给小鼠提供了脂肪供能占60%的高脂肪饮食 。 与正常饮食的对照组相比 , 高脂肪饮食让小鼠很快增重、变胖 , 还出现了高血脂等代谢问题 。 而后 , 研究人员给这些小鼠植入了癌细胞 。 他们发现 , 与正常饮食组相比 , 高脂肪饮食的肥胖小鼠体内 , 肿瘤往往生长得更快 。
移植MC38的结肠癌小鼠模型中 , 高脂肪饮食组的肿瘤长得更快
研究人员详细分析了小鼠肿瘤内部和周围的各类细胞和分子 , 也就是肿瘤微环境在两种饮食模式下有什么差异 。 通过单细胞基因表达分析、大规模蛋白质调查和高分辨率成像等不同方法 , 研究小组找到了癌细胞和免疫细胞代谢途径的许多变化 。
代谢图谱显示 , 癌细胞很擅长根据脂肪供应的变化调节代谢 。 随着全身脂肪增加 , 癌细胞会加大对脂肪酸分子的摄取和利用 。 具体来说 , 肥胖小鼠体内的癌细胞会降低一种叫PHD3的蛋白表达量 , 而这种蛋白在正常细胞中会阻止脂肪过度代谢 。 进一步实验显示 , 调节肿瘤细胞内的PHD3 , 可以改变它们吸收脂肪酸的能力 。
脂肪酸是重要的细胞燃料 , 由于癌细胞大量消耗了某些关键的游离脂肪酸 , 结果 , 肿瘤微环境中的CD8阳性T细胞获取不到必需的细胞燃料 , 不得不“挨饿”!
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高脂肪饮食(下排)会减少肿瘤内(青色所示)CD8阳性T细胞(红色)的数量
CD8阳性T细胞是一类重要的免疫细胞 , 能靶向并杀死癌细胞 , 是许多癌症免疫疗法中的主要武器 。 然而实验结果表明 , 高脂肪饮食引起的肥胖 , 减少了肿瘤微环境中的CD8阳性T细胞 。 不仅数量较少 , 分裂速度也变慢 , 活性水平降低 。 换句话说 , 这些免疫细胞的抗癌能力被削弱了 。
“这项研究中 , 消耗脂肪酸的矛盾是最令我们惊讶的发现之一 。 ”这项研究的作者Alison E 。Ringel博士说 , “肥胖和全身代谢的变化可以改变肿瘤细胞对燃料的利用方式 , 这是一个令人兴奋的发现 。 ”
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本研究示意图:肥胖导致的全身代谢变化 , 削弱免疫细胞的抗癌能力 , 促进肿瘤生长
基于这一发现 , 科学家们也在这项研究中 , 针对免疫细胞的代谢需求提出了改善免疫疗法的新策略 。 他们尝试着通过基因手段 , 让小鼠体内的癌细胞增加PHD3的表达 , 实验结果表明 , 可以增加CD8阳性T细胞活性 , 很大程度上逆转高脂肪饮食对肿瘤免疫细胞的负面影响 , 减缓肥胖小鼠体内的肿瘤生长速度 。
研究小组还分析了人类癌症基因组数据库 , 发现BMI超过30的肥胖患者中 , PHD3的表达显著降低 , 而且其肿瘤组织多为免疫细胞较少的“冷”肿瘤 。 这些结果也佐证了肥胖在多种癌症中降低免疫细胞的抗癌能力 , 而PHD3或许可以提供潜在的治疗靶点 。