癌細胞有多壞？「搶奪」健康細胞能量的罪名
來源：生物探索
癌細胞很狡猾，善於偽裝且分裂、轉移能力強。為支撐其無節制擴增的野心，癌細胞需要消耗更多的葡萄糖。那麼，癌細胞如何獲得葡萄糖呢？最新一篇研究揭示：癌細胞類似於「寄生蟲」——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》期刊在線發表了這一篇題為「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。
來自於科羅拉多大學癌症中心的科學家們發現，在顛覆葡萄糖代謝的過程中，白血病細胞會「誘騙」脂肪細胞、「擾亂」腸道菌群……
「白血病細胞創造了一種類似於糖尿病的狀況——降低進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，癌細胞從正常細胞那裡『偷能量』，以便自身生長、擴增。」 科羅拉多大學癌症中心研究員Craig Jordan解釋道。
和糖尿病一樣，癌症的策略同樣依賴於胰島素。健康的細胞需要胰島素來利用葡萄糖。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，最終引發細胞缺乏能量來源。
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現，癌細胞同樣也希望血糖上升，它們通過兩種方式創造了類似的葡萄糖累積條件：
Plan A：腫瘤細胞會「誘騙」脂肪細胞過度表達一種蛋白質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，當IGFBP1蛋白水平升高，機體需要更多的胰島素來促進葡萄糖的吸收。在這種情況下，除非胰島素供給增加，否則IGFBP1的升高意味著健康細胞對葡萄糖的消耗會下降。
科學家們推測，IGFBP1蛋白可能是連接癌症和肥胖的一個環節：脂肪細胞越多，IGFBP1就越多，最終「惡性循環」——癌細胞可利用的葡萄糖越多。
白血病細胞獲取葡萄糖的細節。圖片來源：Cancer Cell
Plan B：腫瘤細胞通過「擾亂」腸道菌群，降低胰島素水平
「我們在研究中意識到，一些有助於調控葡萄糖的因子由腸道或者腸道細菌分泌。以患有白血病的動物為模型，我們發現相比於正常小鼠，這類生病小鼠的腸道微生物組成有差異。」 Jordan表示道。
其中一個主要差異是缺乏一類特殊的細菌——類菌體（bacteroids），負責生產短鏈脂肪酸，後者會反過來促進腸道細胞的健康。如果沒有這類細菌，腸道健康就會受到影響，且這一負面影響對癌症而言是積極的。
在最新研究中，Jordan團隊發現，缺少類菌體會導致腸促胰島素（incretins）分泌減少。通常，當血糖升高（例如吃完東西後），腸道會分泌腸促胰島素，用於調控血糖水平使其降至正常範圍。
但是對於白血病小鼠而言，這一激素會失活，促使血糖水平超標。此外，白血病細胞也會抑制血清素（serotonin）的活性，這是一種有助於調控情緒的化合物，對於胰島素生成必不可少。
在這兩種方式下，癌細胞會引發胰島素分泌減少、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把戲：利用宿主的資源，謀取自己的生存。」
正如寄生蟲可能會吃掉宿主的食物而導致宿主營養不良一樣，癌症的能量損失可能會導致癌症患者的疲勞、體重減輕。
文章一作 Haobin Ye（圖片來源：CU Anschutz Medical Campus）
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程。「當我們使用藥物重新校準葡萄糖系統後，結果顯示可以減緩癌細胞的生長。」他解釋道。
值得注意的是，「校準」的藥物很簡單：一個是血清素，另一個是三丁酸甘油酯（tributyrin，一種在黃油等食物中發現的脂肪酸）。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菌體缺失而缺失的短鏈脂肪酸。
研究團隊將這一聯合療法稱為「Ser-Tri therapy」。他們發現，這不僅僅是一個理論。
Ser-Tri療法可以恢復胰島素水平並減少IGFPB1水平。相比於對照組小鼠（患病不接受治療），接受Ser-Tri治療的患病小鼠壽命更長——患白血病22天後，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。
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。解析這些策略有助於我們找到對抗癌細胞、維持健康細胞的方法。
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