新發現顛覆癌症新陳代謝百年模型
過去認為,腫瘤細胞以高速率消耗葡萄糖進行代謝,但美國范德堡大學研究人員7日發表在《自然》雜誌上的一項新發現表明,腫瘤細胞本身並不是罪魁禍首,相反,被稱為巨噬細胞的免疫細胞(非腫瘤細胞)具有較高的葡萄糖攝取水平。
新發現顛覆癌症新陳代謝百年模型
腫瘤細胞攝取葡萄糖水平並非最高
資料圖
腫瘤微環境中的不同細胞根據其新陳代謝程序使用不同的營養物質,這一發現顛覆了過去百年來的癌症新陳代謝模型,有助開發新的治療方法和腫瘤成像技術。
通常的正電子發射斷層掃描(PET)使用葡萄糖的放射性示踪劑(FDG),根據癌細胞的葡萄糖代謝來“點亮”癌細胞。而此次,研究小組使用了兩種不同的PET示踪劑,一種跟踪葡萄糖,另一種跟踪營養物質谷氨酰胺,來觀測6種不同的腫瘤模型,包括結直腸癌、腎癌和乳腺癌等。在其中每一種癌症中,均發現髓系免疫細胞(主要是巨噬細胞)對葡萄糖的攝取量最高,其次是T細胞和腫瘤細胞。而腫瘤細胞對谷氨酰胺的攝取量最高。他們認為,這是一種普遍現象,適用於各種癌症類型。
研究人員還發現,葡萄糖和谷氨酰胺攝取的差異並非由限制營養物質造成,而是由特定的細胞信號通路造成的。這與此前的流行觀點形成對比,即在腫瘤微環境中,癌細胞進行新陳代謝競爭“贏得”營養物質,並抑制免疫細胞生長。
“人們一直認為癌細胞吞噬了所有的葡萄糖,免疫細胞因此無法獲得足夠的葡萄糖而不能完成工作。”研究人員之一馬修·馬登說,“我們的數據表明,營養物質並不是限制條件的。細胞可消耗某些營養素,而且營養素在細胞之間有分配:腫瘤細胞攝取谷氨酰胺和脂肪酸;免疫細胞攝取葡萄糖。”
研究人員表示,了解腫瘤微環境中細胞如何使用不同的營養物質,有望促進專門針對特定類型腫瘤細胞的新療法或成像方式的研究。
總編輯圈點
如果說癌細胞有什麼最愛“口糧”,那葡萄糖絕對可以列入名單。因此也有說法稱,當人體內有了惡性腫瘤,腫瘤細胞就會在其山吃海喝時“進補”得最快,也長得最快。不過,腫瘤細胞對葡萄糖的喜愛,也給了人們一個切斷葡萄糖來反擊腫瘤的機會,跟踪並了解葡萄糖在癌症模型中的機制,很可能就意味著這場“反擊戰”成功與否。現在科學家了解到,巨噬細胞對葡萄糖的喜愛程度居然比腫瘤細胞更高,這無疑對下一步癌症治療方向起到重要指導作用。