发布日期: 2024年08月16日
来源:AAAS
文章内容
一项关于禁食和生酮饮食的研究揭示了胰腺肿瘤对现有癌症药物的新脆弱性。
加州大学旧金山分校的科学家们发现了一种方法,通过让小鼠摄入高脂肪或生酮饮食并对其进行癌症治疗,可以使其摆脱胰腺癌。
这种癌症治疗阻断脂肪代谢,而脂肪代谢是癌症的唯一燃料来源,只要小鼠继续食用生酮饮食,肿瘤就会停止生长。
这一发现发表在8月14日的《自然》杂志上,当时这组研究人员正试图弄清楚身体是如何在禁食时依靠脂肪生存的。
“我们的发现直接将我们引向了最致命的癌症之一——胰腺癌的生物学,”加州大学旧金山分校细胞分子药理学研究教授Davide Ruggero博士说,他也是该论文的资深作者。
Ruggero的团队首先揭示了一种被称为真核翻译起始因子(eIF4E)的蛋白质如何在禁食期间改变身体的新陈代谢,使其在空腹时转为消耗脂肪。由于 eIF4E 的作用,动物在进行生酮饮食时也会发生同样的转换。
他们发现,一种名为eFT508的新型抗癌药物,目前正在临床试验中,可以阻断eIF4E和生酮途径,阻止身体代谢脂肪。当科学家们将这种药物与生酮饮食结合在胰腺癌动物模型中时,癌细胞就会饿死。
Ruggero说:“我们发现了一个漏洞,我们可以用一种我们已经知道对人类安全的临床抑制剂来治疗。我们现在有确凿的证据表明,饮食可以与已有的癌症疗法一起使用,从而精确地消除癌症。”
在细胞引擎中燃烧不同的燃料
人类可以在没有食物的情况下存活数周,部分原因是身体燃烧储存的脂肪。
在禁食期间,肝脏将脂肪转化为酮体来代替葡萄糖,葡萄糖是人体正常的能量来源。Ruggero的研究小组发现,肝脏中的eIF4E变得更加活跃,即使肝脏停止了其他代谢活动,这表明该因子参与了酮体的产生,这一过程被称为酮生。
该研究的第一作者Haojun Yang博士说:“几个世纪以来,禁食一直是各种文化和宗教习俗的一部分,人们通常认为它能促进健康。我们发现禁食重塑基因表达为这些益处提供了潜在的生物学解释。”
通过追踪不同的代谢途径在禁食期间的变化,科学家们发现,游离脂肪酸的存在激活了eIF4E,游离脂肪酸在禁食早期由脂肪细胞释放,因此身体有东西可以消耗。
Ruggero说:“在禁食期间,身体用来制造能量的代谢物也被用作信号分子。对生物化学家来说,看到代谢物像信号一样发挥作用是最酷的事情。”
当实验动物被给予主要由脂肪组成的生酮饮食时,肝脏也发生了同样的变化——燃烧脂肪产生酮体,同时eIF4E活性上升。
Ruggero说:“一旦我们了解了这一途径是如何运作的,我们就看到了干预的机会。”
胰腺癌的致命弱点
科学家们首先用一种叫做eFT508的抗癌药物来治疗胰腺癌,这种药物可以使eIF4E失活,从而阻止肿瘤的生长。然而,胰腺肿瘤继续生长,由葡萄糖和碳水化合物等其他燃料来源维持。
科学家们知道胰腺癌可以在脂肪中茁壮成长,而eIF4E在脂肪燃烧过程中更活跃,于是他们首先让这些动物吃生酮饮食,迫使肿瘤只消耗脂肪,然后给它们服用抗癌药物。在这种情况下,药物切断了癌细胞的唯一来源,肿瘤缩小了。
Ruggero博士与加州大学旧金山分校细胞和分子药理学教授Kevan Shokat博士在2010年代开发了eFT508,并在临床试验中显示出一些希望。但现在,有一种更强大的方法来使用它。
“这个领域一直在努力将饮食与癌症和癌症治疗紧密联系起来。但要真正有效地将这些东西联系起来,你需要知道其中的机制。”
需要不同的减肥药组合来治疗更多类型的癌症。
Ruggero说:“我们预计大多数癌症都有其他弱点。这是通过饮食和个性化疗法治疗癌症的新方法的基础。”
交流讨论