更新时间 2023-07-05 16:35:54
近日,来自瑞典卡罗林斯卡学院的华人科学家曹义海教授研究发现:通过低温激活体内的棕色脂肪细胞耗能产热,与肿瘤细胞抢夺葡萄糖,使得肿瘤细胞 “无糖可用”,可抑制多种肿瘤生长,延长患癌小鼠生存期,人体试验中,22℃的低温疗法同样展现了其治疗潜力,该研究发表在《自然》杂志上。
皮下移植了结直肠癌肿瘤细胞的小鼠,分别置于30℃和4℃的环境中,和30℃环境下的肿瘤小鼠相比,4℃环境下的小鼠,肿瘤生长速度明显被抑制,肿瘤组织内增殖的细胞占比更低,肿瘤小鼠总生存期翻倍。
除了结直肠癌,在其它的癌症类型包括纤维肉瘤、乳腺癌、黑色素瘤,甚至是“癌中之王”胰腺癌的小鼠身上,低温都能够抑制这些肿瘤生长,说明“低温疗法”适用于多种癌症。要证明低温状态激发棕色脂肪组织与肿瘤细胞争夺葡萄糖,最直接的方法就是利用PET-CT显示小鼠体内葡萄糖的去向,可以看到,4℃的环境下,葡萄糖大量聚集在小鼠棕色脂肪区域,而肿瘤区域的葡萄糖摄取则显著下降。
不仅如此,在低温状态下,小鼠肿瘤组织中糖酵解相关的代谢产物减少,而棕色脂肪组织中糖酵解相关代谢产物增多、脂肪组织呈现出小的多房结构、线粒体含量及微血管密度增加的激活表现,进一步说明了低温时,棕色脂肪组织激活,能够与肿瘤组织争夺葡萄糖,抑制肿瘤细胞糖酵解产能。
当肿瘤小鼠的棕色脂肪组织被切除,或去除对于棕色脂肪产热至关重要的UCP1基因时,低温抑制肿瘤生长的效果消失,证实低温抑癌关键在于棕色脂肪产热。又或者在低温治疗时,给肿瘤小鼠补充15%的葡萄糖溶液,此时棕色脂肪虽然也在孜孜不断摄取葡萄糖,但在葡萄糖供过于求的情况下,肿瘤组织也分到了一杯羹,低温抑癌失败,再次强调了限制肿瘤细胞摄取葡萄糖,“不能让肿瘤组织尝到一点甜头”的重要性。
最后,也是大家最关心的问题,“低温疗法”能不能用到人身上?研究人员初步进行了小小的人体试验尝试,募集了6名身体健康的22-25岁男性和女性,以及1名经历了化疗的18岁霍奇金淋巴瘤患者。6名健康成人身着T恤、短裤,呆在16℃的环境中每天2-6小时,持续14天,PET-CT显示这些年轻人颈部、胸骨旁区域以及双侧锁骨上的棕色脂肪正在“燃烧”,虽然每个人脂肪燃烧的程度还存在着一些个体差异,不过这至少也说明了16℃就能使健康成人棕色脂肪激活(还好不是4℃)。
而在唯一的一名癌症患者身上,研究人员对其进行的是为期7天、22℃的更加温和的“低温治疗”,结果还是比较鼓舞人心的:这名患者棕色脂肪区域激活,摄取葡萄糖增加,而纵膈淋巴瘤部位的葡萄糖信号显著降低。
总的来说,在一个大多数人可以耐受的低温环境(比如22℃),激活棕色脂肪组织抢夺肿瘤的葡萄糖,减少肿瘤能量供应,从而抑制肿瘤生长,目前看来,可能是一种很有前途的癌症治疗新方法,但还需要在更大规模的临床研究中进行验证。
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参考文献:
[1]Seki T, Yang Y, Sun X, et al. Brown-fat-mediated tumour suppression by cold-altered global metabolism [published online ahead of print, 2022 Aug 3]. Nature. 2022;10.1038/s41586-022-05030-3. doi:10.1038/s41586-022-05030-3