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新发现颠覆癌症新陈代谢百年模型

来源:科技日报 时间:2021-04-08 14:48 字号:

  科技日报北京4月7日电(实习记者张佳欣)过去认为,肿瘤细胞以高速率消耗葡萄糖进行代谢,但美国范德堡大学研究人员7日发表在《自然》杂志上的一项新发现表明,肿瘤细胞本身并不是罪魁祸首,相反,被称为巨噬细胞的免疫细胞(非肿瘤细胞)具有较高的葡萄糖摄取水平。肿瘤微环境中的不同细胞根据其新陈代谢程序使用不同的营养物质,这一发现颠覆了过去百年来的癌症新陈代谢模型,有助开发新的治疗方法和肿瘤成像技术。

  通常的正电子发射断层扫描(PET)使用葡萄糖的放射性示踪剂(FDG),根据癌细胞的葡萄糖代谢来“点亮”癌细胞。而此次,研究小组使用了两种不同的PET示踪剂,一种跟踪葡萄糖,另一种跟踪营养物质谷氨酰胺,来观测6种不同的肿瘤模型,包括结直肠癌、肾癌和乳腺癌等。在其中每一种癌症中,均发现髓系免疫细胞(主要是巨噬细胞)对葡萄糖的摄取量最高,其次是T细胞和肿瘤细胞。而肿瘤细胞对谷氨酰胺的摄取量最高。他们认为,这是一种普遍现象,适用于各种癌症类型。

  研究人员还发现,葡萄糖和谷氨酰胺摄取的差异并非由限制营养物质造成,而是由特定的细胞信号通路造成的。这与此前的流行观点形成对比,即在肿瘤微环境中,癌细胞进行新陈代谢竞争“赢得”营养物质,并抑制免疫细胞生长。

  “人们一直认为癌细胞吞噬了所有的葡萄糖,免疫细胞因此无法获得足够的葡萄糖而不能完成工作。”研究人员之一马修·马登说,“我们的数据表明,营养物质并不是限制条件的。细胞可消耗某些营养素,而且营养素在细胞之间有分配:肿瘤细胞摄取谷氨酰胺和脂肪酸;免疫细胞摄取葡萄糖。”

  研究人员表示,了解肿瘤微环境中细胞如何使用不同的营养物质,有望促进专门针对特定类型肿瘤细胞的新疗法或成像方式的研究。

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  如果说癌细胞有什么最爱“口粮”,那葡萄糖绝对可以列入名单。因此也有说法称,当人体内有了恶性肿瘤,肿瘤细胞就会在其山吃海喝时“进补”得最快,也长得最快。不过,肿瘤细胞对葡萄糖的喜爱,也给了人们一个切断葡萄糖来反击肿瘤的机会,跟踪并了解葡萄糖在癌症模型中的机制,很可能就意味着这场“反击战”成功与否。现在科学家了解到,巨噬细胞对葡萄糖的喜爱程度居然比肿瘤细胞更高,这无疑对下一步癌症治疗方向起到重要指导作用。

编辑: 石彬



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