地球与环境 2022-01-22 10:55

近年来,有一些证据表明,饮食干预有助于减缓肿瘤的生长。麻省理工学院的一项新研究分析了小鼠的两种不同饮食,揭示了这些饮食如何影响癌细胞,并解释了为什么限制卡路里可能会减缓肿瘤生长。

这项研究检测了限制热量饮食和生酮饮食对患有胰腺肿瘤的老鼠的影响。虽然这两种饮食都减少了肿瘤可获得的糖分,但研究人员发现,只有限制热量的饮食减少了脂肪酸的可获得性,而这与肿瘤生长放缓有关。

研究人员说,研究结果并不表明癌症患者应该遵循这两种饮食中的任何一种。相反,他们认为这一发现为进一步研究提供了依据,以确定如何将饮食干预与现有或正在研发的药物相结合来帮助癌症患者。

麻省理工学院综合癌症研究科赫研究所主任、该研究的资深作者马修·范德·海登说:“有很多证据表明,饮食可以影响你的癌症进展速度,但这不是治愈方法。”“虽然这些发现令人振奋,但还需要进一步的研究,每个患者都应该和他们的医生谈谈对他们的癌症进行正确的饮食干预。”

麻省理工学院博士后Evan Lien是这篇发表在《自然》杂志上的论文的主要作者。

代谢机制

范德·海登(Vander Heiden)也是丹娜·法伯癌症研究所(Dana-Farber Cancer Institute)的一名医学肿瘤学家,他说,他的病人经常问他各种饮食的潜在好处,但目前没有足够的科学证据提供任何明确的建议。患者的许多饮食问题都集中在卡路里限制饮食(将卡路里消耗减少25%至50%)或生酮饮食(低碳水化合物、高脂肪和蛋白质)上。

先前的研究表明,在某些情况下,限制热量的饮食可能会减缓肿瘤的生长,而这样的饮食已被证明可以延长老鼠和许多其他动物的寿命。少量研究探索生酮饮食对癌症的影响,并没有得出决定性的结果。

“很多建议或文化时尚并不总是基于非常好的科学,”连说。“这似乎是一个机会,特别是随着我们对癌症代谢的理解在过去10年左右的时间里发生了很大的变化,我们可以利用我们所学到的一些生化原理,并应用这些概念来理解这个复杂的问题。”

癌细胞消耗大量的葡萄糖,因此一些科学家假设,生酮饮食或限制卡路里可能会通过减少可用的葡萄糖量来减缓肿瘤的生长。然而,麻省理工学院研究小组在患有胰腺肿瘤的小鼠身上进行的初步实验表明,卡路里限制对肿瘤生长的影响要比生酮饮食大得多,因此研究人员怀疑,葡萄糖水平在减缓肿瘤生长的过程中并没有起到主要作用。

为了深入研究这一机制,研究人员分析了患有胰腺肿瘤的小鼠的肿瘤生长和营养浓度,这些小鼠被喂食正常、生酮或限制卡路里的饮食。生酮小鼠和限制卡路里小鼠的葡萄糖水平都下降了。在热量限制的老鼠中,脂质水平也下降了,但在生酮饮食的老鼠中,脂质水平上升了。

脂质不足会损害肿瘤的生长,因为癌细胞需要脂质来构建细胞膜。正常情况下,当组织中没有脂质时,细胞可以自己制造脂质。作为这个过程的一部分,它们需要保持饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的适当平衡,这需要一种称为硬脂酰辅酶a去饱和酶(SCD)的酶。这种酶负责将饱和脂肪酸转化为不饱和脂肪酸。

热量限制饮食和生酮饮食都降低了SCD的活性,但生酮饮食的老鼠的饮食中有脂质,所以它们不需要使用SCD。然而,摄入限制卡路里饮食的老鼠不能从它们的饮食中获得脂肪酸,也不能自己产生脂肪酸。与生酮饮食组的小鼠相比,这些小鼠的肿瘤生长明显放缓。

“限制热量不仅会饿死肿瘤的脂质,还会破坏肿瘤适应脂肪的过程。这种组合确实有助于抑制肿瘤生长,”Lien说。

饮食的影响

除了老鼠研究,研究人员还研究了一些人类数据。该团队与达纳法伯癌症研究所的肿瘤学家、论文作者之一布莱恩·沃尔平(Brian Wolpin)合作,从一项大型队列研究中获得数据,从而分析胰腺癌患者的饮食模式和生存时间之间的关系。从这项研究中,研究人员发现,在胰腺癌确诊后,摄入的脂肪类型似乎会影响患者对低糖饮食的反应,不过研究人员说,数据还不够完整,不足以对饮食的影响得出任何结论。

尽管这项研究表明,卡路里限制对老鼠有好处,但研究人员表示,他们不建议癌症患者遵循卡路里限制饮食,这很难维持,可能会有有害的副作用。然而,他们相信癌细胞对不饱和脂肪酸的依赖可以被用来开发药物,帮助减缓肿瘤的生长。

一种可能的治疗策略是抑制SCD酶,这将切断肿瘤细胞产生不饱和脂肪酸的能力。

“这些研究的目的不一定是推荐一种饮食,但它是真正了解潜在的生物学,”Lien说。“它们提供了一些关于这些饮食如何工作的机制的感觉,这可以引导我们如何模拟这些情况进行癌症治疗的理性想法。”

研究人员现在计划研究不同脂肪来源的饮食——包括饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量有明显差异的植物或动物脂肪——如何改变肿瘤脂肪酸代谢和不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例。

该研究由达蒙·鲁尼恩癌症研究基金会,国家卫生研究院,勒斯特加滕基金会,丹娜·法伯癌症研究所黑尔家族胰腺癌研究中心,对抗癌症,胰腺癌行动网络,诺贝尔努力基金,韦克斯勒家族基金,紫色承诺,鲍勃·帕森斯基金、翡翠基金会、霍华德·休斯医学研究所、麻省理工学院精确癌症医学中心和路德维希中心。