癌細胞很狡猾，善于偽裝且分裂、轉移能力強。為支撐其無(wú)節制擴增的野心，癌細胞需要消耗更多的葡萄糖。那么，癌細胞如何獲得葡萄糖呢？最新一篇研究揭示：癌細胞類(lèi)似于“寄生蟲(chóng)”——削弱正常細胞消耗葡萄糖的能力，從而搶奪更多的葡萄糖“為己所用”。
9月27日，《Cancer Cell》期刊在線(xiàn)發(fā)表了這一篇題為“Subversion of Systemic Glucose Metabolism as a Mechanism to Support the Growth of Leukemia Cells”的文章，揭示了白血病細胞“巧取豪奪”的戲碼。
來(lái)自于科羅拉多大學(xué)癌癥中心的科學(xué)家們發(fā)現，在顛覆葡萄糖代謝的過(guò)程中，白血病細胞會(huì )“誘騙”脂肪細胞、“擾亂”腸道菌群……
“白血病細胞創(chuàng )造了一種類(lèi)似于糖尿病的狀況——降低進(jìn)入正常細胞的葡萄糖水平，以確保有更多的葡萄糖能夠為自己所用。也就是說(shuō)，癌細胞從正常細胞那里‘偷能量’，以便自身生長(cháng)、擴增。” 科羅拉多大學(xué)癌癥中心研究員Craig Jordan解釋道。
和糖尿病一樣，癌癥的策略同樣依賴(lài)于胰島素。健康的細胞需要胰島素來(lái)利用葡萄糖。糖尿病患者卻因為胰島素分泌不足亦或者細胞無(wú)法對胰島素做出積極反應，導致葡萄糖在血液中上升，最終引發(fā)細胞缺乏能量來(lái)源。
1、癌細胞“搶奪”葡萄糖的兩大途徑
研究人員以白血病為模型發(fā)現，癌細胞同樣也希望血糖上升，它們通過(guò)兩種方式創(chuàng )造了類(lèi)似的葡萄糖累積條件：
Plan A：腫瘤細胞會(huì )“誘騙”脂肪細胞過(guò)度表達一種蛋白質(zhì)IGFBP1
IGFBP1蛋白負責促使健康細胞降低對胰島素的敏感性。這意味著(zhù)，當IGFBP1蛋白水平升高，機體需要更多的胰島素來(lái)促進(jìn)葡萄糖的吸收。在這種情況下，除非胰島素供給增加，否則IGFBP1的升高意味著(zhù)健康細胞對葡萄糖的消耗會(huì )下降。
科學(xué)家們推測，IGFBP1蛋白可能是連接癌癥和肥胖的一個(gè)環(huán)節：脂肪細胞越多，IGFBP1就越多，最終“惡性循環(huán)”——癌細胞可利用的葡萄糖越多。
Plan B：腫瘤細胞通過(guò)“擾亂”腸道菌群，降低胰島素水平
“我們在研究中意識到，一些有助于調控葡萄糖的因子由腸道或者腸道細菌分泌。以患有白血病的動(dòng)物為模型，我們發(fā)現相比于正常小鼠，這類(lèi)生病小鼠的腸道微生物組成有差異。” Jordan表示道。
其中一個(gè)主要差異是缺乏一類(lèi)特殊的細菌——類(lèi)菌體（bacteroids），負責生產(chǎn)短鏈脂肪酸，后者會(huì )反過(guò)來(lái)促進(jìn)腸道細胞的健康。如果沒(méi)有這類(lèi)細菌，腸道健康就會(huì )受到影響，且這一負面影響對癌癥而言是積極的。
在最新研究中，Jordan團隊發(fā)現，缺少類(lèi)菌體會(huì )導致腸促胰島素（incretins）分泌減少。通常，當血糖升高（例如吃完?yáng)|西后），腸道會(huì )分泌腸促胰島素，用于調控血糖水平使其降至正常范圍。
但是對于白血病小鼠而言，這一激素會(huì )失活，促使血糖水平超標。此外，白血病細胞也會(huì )抑制血清素（serotonin）的活性，這是一種有助于調控情緒的化合物，對于胰島素生成必不可少。
在這兩種方式下，癌細胞會(huì )引發(fā)胰島素分泌減少、敏感性降低，最終成功削弱健康細胞對葡萄糖的消耗。Jordan 表示：“這是一種典型的寄生蟲(chóng)把戲：利用宿主的資源，謀取自己的生存。”
正如寄生蟲(chóng)可能會(huì )吃掉宿主的食物而導致宿主營(yíng)養不良一樣，癌癥的能量損失可能會(huì )導致癌癥患者的疲勞、體重減輕。
2、組合藥物擊破癌細胞的“伎倆”
解析了癌細胞對葡萄糖的“重新配置”，Jordan團隊試圖糾結這一過(guò)程。“當我們使用藥物重新校準葡萄糖系統后，結果顯示可以減緩癌細胞的生長(cháng)。”他解釋道。
值得注意的是，“校準”的藥物很簡(jiǎn)單：一個(gè)是血清素，另一個(gè)是三丁酸甘油酯（tributyrin，一種在黃油等食物中發(fā)現的脂肪酸）。具體而言，血清素補充劑可以替代被白血病所抑制的5 -羥色胺，而三丁酸甘油酯可以代替因為類(lèi)菌體缺失而缺失的短鏈脂肪酸。
研究團隊將這一聯(lián)合療法稱(chēng)為“Ser-Tri therapy”。他們發(fā)現，這不僅僅是一個(gè)理論。
Ser-Tri療法可以恢復胰島素水平并減少I(mǎi)GFPB1水平。相比于對照組小鼠（患病不接受治療），接受Ser-Tri治療的患病小鼠壽命更長(cháng)——患白血病22天后，所有未接受治療的小鼠全部死亡，而接受Ser-Tri治療的小鼠仍有一半存活著(zhù)。
他們相信，這一對策可以在白血病患者中應用。健康細胞有調控胰島素、葡萄糖等控制能量消耗因素的策略，而癌細胞有顛覆這一規則的策略，其目標是為自己提供更多的能量。解析這些策略有助于我們找到對抗癌細胞、維持健康細胞的方法。
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