为了治疗癌症,科学家们尝试“饿死肿瘤细胞”
2022-10-25傅昭仪
■傅昭仪
所有的生物想要存活都需遵循一个规律:能量与物质的代谢。和正常细胞一样,肿瘤细胞也需要“吃”东西才能生存和生长,而代谢改变正是癌症的重要标志之一。恶性肿瘤细胞经常重新编程新陈代谢,以促进其生长、增殖、迁移和存活。大多数癌症通常共有的代谢改变的一个显著特征是葡萄糖的高摄取,恶性肿瘤会通过加速糖酵解代谢获得生长和进展的能量。
很多肿瘤患者担心“加强营养会促进肿瘤生长”,所以不敢吃得太好,甚至选择不吃不喝,认为“我吃得越好,肿瘤长得越快,我不吃,肿瘤就会饿死”。其实这是一种误解。肿瘤细胞不会因为患者吃得少就会停止生长,即使肿瘤患者整天不吃不喝,肿瘤细胞仍然能够以掠夺方式分解利用身体的肌肉、脂肪、糖原等营养物质,以供应其不停生长。
不过,医学上的确有一种“饥饿疗法”治疗癌症。但它指的是通过药物或其他方法切断病灶的营养供给,达到使癌细胞死亡的目的。
1971 年,哈佛大学的福克曼教授第一次提出用切断肿瘤血管饿死癌细胞的理论。将这个理论运用得最为成熟的方法是介入栓塞术,又称血管性介入。一般是在造影下找到肿瘤供血动脉,利用导管注入化疗药物及栓塞剂阻断肿瘤细胞的营养供给,使肿瘤缺血坏死,以达到治疗肿瘤的目的。临床上已经将介入治疗作为治疗肿瘤的第四大治疗手段,逐渐普及应用。其中,肝癌治疗应用最为广泛且效果最好。
除了介入下动脉栓塞治疗外,饿死肿瘤细胞还可以运用抗血管生成药物抑制肿瘤血管生成,但相比较介入栓塞术的直接阻断效果较差。
不过,有些肿瘤细胞也并不容易被饿死,据《科学》的一项最新研究,很多肿瘤生长的地方营养匮乏,在没有可靠葡萄糖来源的情况下,肿瘤会选择将其他物质当作后备的能量来源。
为此,科学家们也在寻找不同的方法饿死肿瘤细胞。
抑制致命脑瘤新思路
胶质母细胞瘤是最常见的原发性恶性脑肿瘤,也是恶性程度最高的星形细胞瘤。胶质母细胞瘤生长迅速,会压迫周围脑组织,引发一系列不良症状。胶质母细胞瘤治疗起来十分棘手,目前的治疗方法包括尽可能切除肿瘤、放疗和化疗,但即使经过积极治疗,生存率也较低。
最近以色列特拉维夫大学的科学家提出了治疗胶质母细胞瘤的新思路,并将该项新研究发表在医学期刊《大脑》上。
研究团队发现,胶质母细胞瘤可以借助星形胶质细胞获取胆固醇,以此来获得生长需求。
星形胶质细胞是在人的大脑中广泛存在的一类细胞,它的主要作用是分隔神经元的胞体并且对其起到支撑作用。
研究团队通过对肿瘤小鼠模拟实验的观察发现,许多活化的星形胶质细胞会将胶质母细胞瘤包围起来。当研究员设法清除掉肿瘤周围的星形胶质细胞后,他们意外地发现肿瘤竟然逐渐消失了,小鼠也成功存活了下来。而没有接受处理的小鼠只存活了4 周~5 周。这说明星形胶质细胞与胶质母细胞瘤的生存有着密切关系。
参与研究的Lior Mayo 博士和同事分别提取了正常小鼠的星形胶质细胞和肿瘤小鼠的部分肿瘤样本,并对内部的各类细胞成分进行了细致分析。
他们发现,当胶质母细胞瘤存在时,星形胶质细胞会持续向免疫细胞释放出信号。和想象中不同的是,这个信号指令并不是让免疫细胞进行攻击,反而是要保护肿瘤。这样肿瘤就可免遭外敌,无忧无虑地生长。
此外,星形胶质细胞还会持续地给肿瘤提供胆固醇,这样一来,肿瘤就有了获取能量的渠道。
于是,研究者在实验中阻断了星形胶质细胞运输胆固醇的蛋白,使它们无法向肿瘤输送营养,之后肿瘤基本在短短数天内就被饿死了。
通过实验,他们相信控制能量是未来治疗胶质母细胞瘤的重点之一。这种思路或许能在未来提供有效抗击肿瘤的治疗靶点。
控制基因阻断肿瘤细胞获取能量
近日,德国国家癌症研究中心的Wilhelm Palm 博士发现,当肿瘤组织中的血液供应有限时,肿瘤为了存活会改变自己的代谢活动,转而寻找氨基酸先保命。
Palm 博士发现,癌细胞似乎具有正常细胞的某项本领,当细胞周围大多数是蛋白质时,它们会借助巨胞饮和溶酶体分解过程在内部分解蛋白,获取氨基酸。
在研究中,Palm 博士和同事专门选取了在营养缺乏条件下生存的胰腺癌细胞系,然后开始控制它们的营养供给。同时在不同的细胞中关闭特定的基因表达,以此来寻找在癌细胞营养供给中的关键基因。
研究人员发现了一个之前从未识别的基因LYSET,代表溶酶体酶运输因子。他们发现LYSET 基因对溶酶体的功能至关重要,失去了LYSET,溶酶体中的消化酶就无法得到补充,癌细胞就无法依赖细胞外的蛋白质获取氨基酸,最终被活活饿死。
之后的小鼠实验也证明了这一点,研究者在免疫缺陷小鼠的皮下注射了癌细胞,结果发现,有LYSET 缺陷的癌细胞基本无法在小鼠皮下形成肿瘤。
研究者认为这或许是一个全新的抗癌靶点,只要阻止癌细胞营养供给中的关键基因发挥作用,就能阻断癌细胞的能量获取,让它们“饿死”。