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“饥饿”真的能饿死癌细胞 达到治疗癌症的目的吗?

来源:生物谷 2017-05-15 11:23

长期以来,在癌症治疗方面,科学家们花费了巨大的经历开发各种各样的方法,比如有些研究人员会通过研究锁定癌细胞的某些弱点来作为靶点开发新型靶向性疗法治疗癌症;有些研究人员则会通过开发癌症疫苗来帮助个体有效预防癌症发生;有些研究人员则认为机体中的癌细胞也需要能量和“食物”才能得以生存繁殖,因此通过“饥饿”的方法或许就能够有效抵御癌症,而且有些研究人员就通过研究发现,禁食疗法或能有效改善患者癌症的治疗。

那么“饥饿”方法真的能够饿死癌细胞进而达到治疗癌症的目的吗?本文中小编就对近年来的相关研究进行整理,分享给各位!

【1】Nature:重磅!揭示贪婪的胰腺癌细胞逃避饥饿机制

doi:10.1038/nature19084

在一项新的研究中,来自美国纽约大学朗格尼医学中心、哈佛大学达纳-法伯癌症研究所和密歇根大学医学院等机构的研究人员通过利用胰腺癌细胞和小鼠开展实验,发现胰腺癌细胞在致密的肿瘤中通过命令附近的支持细胞(support cell,即后面提到的胰腺星状细胞)给它们提供替代性营养来源,从而避免饥饿。相关研究结果于2016年8月10日在线发表Nature期刊上,论文标题为“Pancreatic stellate cells support tumour metabolism through autophagic alanine secretion”。

这些结果围绕着当在正常情形下由血液供应的氧气和血糖(即葡萄糖)处于短缺时,胰腺癌细胞寻找能量的独特能力。这就是肿瘤内异常的细胞生长快速地消耗掉可获得的资源时发生的情形。

这项新研究是首次揭示出胰腺癌细胞发送信号给胰腺星状细胞(stellate cell),然后胰腺星状细胞在胰腺中分泌物质从而为胰腺癌细胞生长提供支持。这会导致胰腺星状细胞将它们自己的细胞组分降解为构造单元,如蛋白的构造单元是氨基酸(如丙氨酸),DNA的构造单元是4种碱基:A、T、C和G。胰腺癌细胞然后将丙氨酸转运到它们的线粒体中,利用它作为替代葡萄糖的能源。

【2】Nat Med:“饥饿”疗法能够有效抑制儿童常见淋巴瘤的恶化

doi:10.1038/nm.4252

最新一项研究指出,“饥饿”疗法能够有效缓解一类常见的儿童淋巴瘤的恶化。

基于在小鼠水平的试验结果,研究者们认为有规律的节食处理能够有效抑制两类急性淋巴瘤(ALL)的恶化,他们认为这一研究成果能够应用于人体的癌症治疗。

ALL是指人体由于过量产生未成熟的白血球(即成淋巴细胞),并逐步代替体内原有的成熟白细胞引发的癌症。虽然这种疾病也在成年人群中存在,但其主要的发病对象是儿童群体。

来自美国西南医学中心的研究者们通过限制小鼠的日常饮食,发现这一方式能够显著降低癌症的发病效应。

“我们通过对小鼠的ALL模型进行检测,发现隔天的禁食方式,持续6个循环之后,能够完全抑制小鼠的癌症病发现象”,该研究的首席研究员Chengcheng Zhang说道,“正常饮食的小鼠通常在59天内会死亡,而禁食处理组小鼠中有75%在120天内都能够保持健康的状态”。

【3】Immunity:重大发现!肿瘤微环境让抵抗肿瘤的T细胞因饥饿而失去抵抗功能

原始出处:'Starving' immune cell discovery points to cancer immunotherapy-boosting strategies

在一项新的研究中,来自美国匹兹堡大学癌症研究所的研究人员揭示出支持癌性肿瘤(cancerous tumor)生长的微环境也让身体派送去摧毁这种癌症的免疫细胞处于饥饿之中。这一发现有潜力显著地提高突破性免疫治疗药物的疗效。相关研究结果即将发表在Immunity期刊上。

研究人员证实当T细胞(一种免疫细胞)进入肿瘤微环境中时,它们的线粒体---在细胞内作为微型工厂发挥作用,制造细胞存活所需的能量和关键分子---开始萎缩和消失,这表明T细胞耗尽了能量,不能够发挥着摧毁肿瘤的任务。这一发现为现有的几种潜在的能够帮助T细胞发挥功能和增强身体抵抗癌症能力的临床方法打开大门。

论文通信作者、匹兹堡大学癌症研究所肿瘤微环境中心成员、免疫学助理教授Greg M. Delgoffe博士说,“激活人体免疫系统的免疫疗法越来越成为我们治疗侵袭性癌症患者的方法。它对一部分患者是有效的,但是实际情形是大约只有20%到40%的患者对这种疗法作出反应,人们仍不清楚其中的缘由。这是癌症免疫疗法的一个主要的问题,我们认为我们发现其中很大一部分答案。”

【4】Cell:饿死癌细胞?恐怕没那么简单

doi:10.1016/j.cell.2015.06.017

近日,来自美国的科学家在著名国际学术期刊Cell在线发表了一项最新研究进展,他们发现细胞利用溶酶体对胞外蛋白进行降解获得氨基酸会受到mTORC1信号途径的调节,了解这一过程对于癌症治疗药物开发具有重要提示意义。

尽管细胞周围总会包绕着各种营养物质,但哺乳动物细胞仍以细胞内的葡萄糖和游离氨基酸为主要的能量和代谢合成的来源。直到最近,有研究发现Ras能够诱导细胞通过巨胞饮作用对胞外蛋白进行摄取,这大大降低了发生癌转化的细胞对胞外谷氨酰胺的依赖性。而细胞对这一过程的调控机制一直未有研究。

在该项研究中,研究人员发现细胞对胞外蛋白的巨胞饮还可以作为细胞内各种必需氨基酸的来源维持细胞存活,促进细胞生长。对胞外蛋白进行降解主要是在溶酶体中进行,通过这一过程可以维持细胞存活,同时还会诱导mTORC1的激活。但溶酶体对胞外蛋白的降解不会在细胞内发生显着性的累积。

【5】Nat Med:天啊撸!饿一饿就能治疗儿童白血病

DOI:10.1038/nm.4252

来自美国西南医学中心的研究人员最近发现间歇性饥饿能够抑制一种常见儿童白血病的发育和进展。但是这种策略对另外一种常见于成人的血液癌症没有效果。相关研究结果发表在国际学术期刊Nature Medicine上。

研究人员发现,对于急性淋巴细胞白血病(ALL)的两种亚型——B细胞ALL和T细胞ALL来说,饥饿既能够抑制疾病的发生也能够逆转疾病的进展。而相同的方法对于常见于成人的急性髓系白血病(AML)并没有效果。

目前治疗ALL的常用方法对于儿童患者非常有效,而对成人患者的效果则相对较差。ALL和AML起源于不同的骨髓来源血细胞,ALL影响B细胞和T细胞,而AML则会靶向巨噬细胞等其它类型的白细胞。

在这项研究中,研究人员构建了几种急性白血病的小鼠模型,尝试了不同的饮食限制方案。他们用绿色和黄色荧光蛋白标记癌细胞,这样就可以对癌细胞进行追踪来确定在不同饥饿方案下癌细胞的应答情况。

【6】Nat Commun.:瑞典科学家发明新药能够饿死肿瘤中休眠癌细胞

doi:10.1038/ncomms4295

近日发表在Nature Communications杂志上的一项研究称,瑞典乌普萨拉大学科学家开发出一种新药,该药能够通过"饥饿"的方法杀死肿瘤中的休眠癌细胞。该类型癌细胞通常分布在实体瘤的缺氧区域,并对传统治疗手段有抗性。

实体肿瘤一般都大于一毫米,实体瘤内部缺少血液供应,所以内部缺少氧气和养料,这就导致部分癌细胞进入休眠状态。治疗之后,该休眠癌细胞会重新生长分裂,引起肿瘤复发。

科学家在本研究中显示了休眠癌细胞在肿瘤区域中的位置,以及因缺少氧气和养料,而引起线粒体产能异常现象。

【7】突破!禁食疗法或可有效改善癌症的治疗

新闻阅读:Fasting may improve cancer treatment, but needs further exploration

在过去几十年里,治疗癌症的金标准就是利用外科手术和化疗以及放疗方法相结合,外科手术能够移除患者机体的肿瘤,而化疗和放疗则能够杀灭机体的癌细胞;随着个体化疗法的进展,在肿瘤中鉴别出特殊的突变就能够帮助科学家们进行不同疗法的选择,而这无疑能够改善患者的存活率。

但对于化疗所引发患者机体健康细胞的副作用上,科学家们并没有开发出可行性的方法来对其进行改善,这就会限制临床上患者使用的药物剂量;过去20年里,科学家们在动物机体的研究结果表明,通过改变动物空腹和进食的周期来限制动物机体卡路里的摄入或许就能够给健康细胞带来一定的保护效应,同时还会增加杀灭癌细胞的白细胞的水平。

神经细胞瘤是一种常见的儿童癌症,2008年研究者对患神经细胞瘤的小鼠进行研究,在给予小鼠大剂量的化疗药物之前,研究者仅让小鼠喝了两天水,相比正常喂养的小鼠而言,这些小鼠就表现无副作用或低副作用的状况;在另一项研究中,研究者发现,相比对照而言,未进行喂食的小鼠机体中的肿瘤细胞能够被高效地清除。

【8】Molecular cell:切断癌细胞备用能源 “饿”死癌细胞

doi:10.1016/j.molcel.2015.08.013

科学家们通过阻断肺癌细胞对备用营养物质的使用,找到了阻止肺癌细胞生长的新方法。相关研究结果发表在国际学术期刊molecular cell上,这项研究为肺癌治疗提供了新的方向。

癌细胞到底"吃"什么

癌细胞的代谢过程与正常细胞有很大不同。细胞的快速增殖意味着癌细胞对能量的需求会显著增加,而葡萄糖是癌细胞的主要营养来源,它们对葡萄糖的利用速率是正常细胞的几十倍甚至几百倍。但当葡萄糖变得缺乏,癌细胞就必须转而使用备用营养物质以维持细胞生长和存活。

来自加拿大麦吉尔大学,美国华盛顿大学圣路易斯分校,俄罗斯ITMO大学以及英国布里斯托大学的科学家们对葡萄糖供应减少情况下非小细胞肺癌细胞的应答情况进行了研究,结果发现一些肺癌细胞会在葡萄糖缺乏情况下转变它们对"食物"的偏好,转而使用谷氨酰胺。

【9】Nature:饮食中的氨基酸可能是使癌细胞饥饿的关键

根据Nature发表的新研究,从小鼠的饮食中去除某些氨基酸——蛋白质的组成部分,减少肿瘤生长并延长生存期。

研究人员在美国研究所UK Beatson研究所和格拉斯哥大学发现,从小鼠饮食中去除两个非必需氨基酸——丝氨酸和甘氨酸,减慢了淋巴瘤和肠癌的发展。

研究人员还发现,特殊饮食使一些癌细胞对一些细胞中被称为活性氧的化学物质更敏感。

化学疗法和放射治疗提高了这些化学物质在细胞中的水平,因此本研究表明特殊配方的饮食可以使常规的癌症治疗更有效。

下一阶段将是对癌症患者进行临床试验,以评估这种治疗的可行性和安全性。

【10】PNAS:科学家发现先导化合物“饿死”癌细胞

doi:10.1073/pnas.11165

近日,一队来自新加坡国立大学(NUS)的生物科学系和机械生物学研究所的科学家团队已经发现一种在研的潜在的药物临床前试验药物的铅化合物可以剥夺癌细胞的能量,阻止肿瘤细胞生长成肿瘤。这种药物的先导化合物被命名为BPTES。

这是第一次有研究能提供证据证实药物的先导化合物能抑制肿瘤的形成。

在新研究发现的基础上,NUS研究团队对这一先导化合物进行了衍生结构修,能更有效地杀死肾脏和乳腺癌细胞。相关研究论文发表在PNAS杂志上。

通过 “饥饿”杀死癌细胞

癌症生物学的经典实验已经证明癌细胞通过谷氨酰胺获得能量。虽然谷氨酰胺是促成这一系列生化反应的第一个酶,但很少有人知道如何控制谷氨酰胺的活性。

【11】Scientific Reports:在胰腺癌细胞享受“营养大餐”前饥饿它

doi:10.1038/srep04995

胰腺癌的存活率低使研究人员更有理由要找到一种方法来预防和治疗这种难治性癌症。研究人员正努力在癌细胞转移遍及全身前切断胰腺肿瘤的生长,而他们的主要目标对象是血管生成。

只有从血液中获取营养物质,胰腺癌和其他癌症才能茁壮成长,生长和扩散。癌细胞和肿瘤起初依靠附近的血管得到他们生存需要的营养成分,但是随着肿瘤细胞的生长,他们需要形成新的血管。这些血管与在常规组织中的血管不同,研究主要人员Sushanta解释说,这正是癌症如此难以治疗的原因之一。

肿瘤血管与普通的血管不同,Sushanta说:肿瘤血管是不通畅的、渗漏的,所以癌症药物不能轻易达到癌症内部。在以前的研究中,研究发现一种特定的蛋白质CCN1在胰腺癌过度表达,从而导致肿瘤的形成。知道这种蛋白质可能是治疗胰腺癌的关键靶标后,他们试图去理解它究竟是如何工作的。发表在Scientific Reports的最近一篇文章中,他们解释CCN1信号在胰腺癌中是如何调控肿瘤血管生成的。(生物谷Bioon.com)

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