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癌细胞可以改变远端健康组织的新陈代谢

来源:中检健康 编辑:中检健康 时间:2021-05-17
“肿瘤的生长依赖于营养物质的持续供应。其他组织可以重新编程它们的新陈代谢以相互补充,而不是与肿瘤竞争营养。在某些情况下,它甚至可以让健康组织喂养肿瘤。”华盛顿大学教授Gary Patti说,他的团队在5月13日发表了一项新的研究。

癌症消耗大量葡萄糖,而葡萄糖是人体细胞的主要能量来源。葡萄糖或血糖来自食物,进食后通过血液输送到全身。肿瘤积极吸收葡萄糖作为燃料,以支持其快速生长。

这一特性众所周知,医生经常将其用作癌症的诊断测试:给患者注射一种特定形式的葡萄糖,这种葡萄糖可以通过PET扫描进行监测。目前尚不清楚肿瘤葡萄糖偏好如何影响其他组织。

 

来源:论文链接

“血糖水平是严格控制的。”Patti说,“当血糖水平过低时,是危险的。我们想知道一个嗜葡萄糖的肿瘤是否会影响血液中的葡萄糖水平。”

即使健康人长时间不进食,血糖水平也会保持相对稳定。这是因为当葡萄糖不能直接从食物中获得时,肝脏可以制造葡萄糖。


Patti说:“事实证明,肝脏通过合成葡萄糖来对抗肿瘤的影响。这与禁食时的情况非常相似。”

在斑马鱼实验中,研究人员开发了一种新方法,利用一种名为代谢组学的技术,研究黑色素瘤对人体不同组织的影响。

他们用同位素标签喂养斑马鱼。这些标签追踪营养物质的去向以及它们分解成什么分子。结果,研究人员发现肿瘤释放的一种分子被肝脏吸收形成葡萄糖。

通过对斑马鱼个体应用代谢组学,研究人员观察到体内黑色素瘤组织消耗的葡萄糖是他们测量的其他组织的15倍。尽管有这样的负担,斑马鱼仍然能够维持循环中的葡萄糖水平,这
显然是通过一个通常不吃东西就会触发的过程在肝脏中产生葡萄糖

但很明显,其他健康组织也在许多方面受到黑色素瘤的影响。科学家们检查了斑马鱼的肝脏、肠道、鳍、肌肉、大脑、血液和眼组织。他们观察到大多数组织的代谢紊乱——这表明黑色素瘤影响整个身体的代谢。

“黑色素瘤和其他组织之间存在着显著的代谢相互作用。”
Patti说,“黑色素瘤和肝脏之间的代谢关系在某种程度上是由癌细胞中一个名为BCAT1的基因决定的。BCAT1在健康皮肤细胞中基本被关闭,但在斑马鱼黑色素瘤中高表达。通过观察人类患者的黑色素瘤,我们可以确认人类也存在同样的模式。”

以前许多关于癌症的研究都集中在肿瘤本身的代谢上。“我们的研究表明,肿瘤外发生了许多有趣的代谢变化,我们已经证明,至少在某些情况下,这些非恶性组织中的代谢变化支持了肿瘤。这是令人兴奋的,因为这意味着我们可以将健康组织的新陈代谢作为潜在的癌症治疗靶点。”

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.04.014
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