Nature发文：通过饮食干预可以抑制肿瘤生长
来源：生物谷原创 2021-11-01 11:21
健康饮食有助于保持健康体重或减轻体重，从而降低患癌症的风险。
我们的饮食会在很多方面影响健康。通常认为，健康饮食可以降低癌症风险。例如，饮食对体重有很大的影响，而肥胖会导致 13 种不同类型的癌症。健康饮食有助于保持健康体重或减轻体重，从而降低患癌症的风险。
饮食除了可以降低癌症风险，是否还可以帮助癌症患者抑制肿瘤生长呢？
事实上，人们通常认为低血糖饮食可以通过降低血糖和胰岛素水平来抑制肿瘤生长，但对于其他营养素的相关变化是否也存在影响的了解较少。既然饮食干预可以改变肿瘤微环境中的代谢物水平，那么就有可能会通过影响癌细胞的代谢以抑制肿瘤的生长。
麻省理工学院癌症研究所的学者指出，低血糖饮食可以通过改变脂质代谢以抑制肿瘤生长。相关内容以题为“Low glycaemic diets alter lipid metabolism to influence tumour growth”的研究论文于10月20日发表在国际杂志《Nature》上。
图源：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04049-2
尽管热量限制（CR）和生酮饮食（KD）通常被认为是通过降低血糖和胰岛素水平来限制肿瘤生长的，但研究人员通过实验发现，只有CR能抑制小鼠体内特定肿瘤异体的生长，而且只有 KD 能显著降低空腹血浆胰岛素水平。这表明，降低血糖和胰岛素可能无法完全解释 CR 对肿瘤生长的影响，存在其他机制对肿瘤的生长有抑制作用。
研究人员进一步测量了喂养对照饮食、CR或KD的肿瘤小鼠的血浆和肿瘤间质（TIF）中的代谢物水平。结果显示，KD降低了血糖水平，但并没有降低TIF的葡萄糖水平，而CR将TIF的葡萄糖水平从~1.6mM降至~0.8mM。CR 对 TIF 葡萄糖的影响可能有助于抑制肿瘤的生长。
小鼠皮下AL1376肿瘤的TIF中的葡萄糖浓度
接下来，研究发现 CR 和 KD 对脂肪酸水平的影响存在显著差异。KD 会增加血浆和 TIF 中的许多脂肪酸，而CR 会降低几乎所有脂肪酸的水平。因此，脂质和脂肪酸的肿瘤可用性降低是CR所特有的，环境中的脂质限制可能有助于CR抑制肿瘤生长。
为了评估脂质匮乏如何影响细胞的脂肪酸代谢，研究人员将细胞培养在仅含有微量脂肪酸的脂质匮乏培养基中。值得注意的是，脂质匮乏不会使 AL1376 细胞对葡萄糖限制的任何抗增殖作用敏感，这表明单独这两种CR介导作用的组合可能无法解释肿瘤生长的减缓。
在含指定葡萄糖浓度的脂化与脱脂培养基中培养的AL1376 细胞的倍增时间
进一步的研究发现，合成单不饱和脂肪酸的硬脂酰辅酶 A 去饱和酶 (SCD) 的上调是癌细胞在脂质匮乏的环境中增殖所必需的。SCD 活性对于脂质匮乏环境中癌细胞的生长至关重要，而CR会损害肿瘤SCD的活性，导致不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸之间的不平衡，从而减缓肿瘤的生长。
然后，研究人员探究高脂肪热量限制(HFCR)饮食是否可以增加全身脂质可用性，以挽救CR 介导的 SCD 活性和肿瘤生长的损害，以及饮食脂肪成分如何改变全身脂质可用性。结果表明，通过较高脂肪的CR饮食，强制癌细胞SCD表达或提高循环脂质水平，可增强对CR效应的抵抗力。
小鼠皮下 AL1376 肿瘤的肿瘤体积和重量
相比之下，尽管KD也损害了肿瘤SCD的活性，但KD驱动的脂质供应的增加维持了肿瘤中不饱和脂肪酸的比例，通过改变KD的脂肪组成可以增加肿瘤饱和脂肪酸的水平并降低肿瘤SCD活性，减缓肿瘤的生长。
研究表明，饮食引起的肿瘤脂肪酸去饱和活性和特定脂肪酸种类的可用性之间是否匹配决定了低血糖饮食是否会抑制肿瘤生长。饮食的脂肪成分和低血糖饮食诱导的肿瘤SCD抑制之间的相互作用，导致饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸之间的不平衡，是低血糖饮食抑制肿瘤生长的机制。
总结低血糖饮食如何改变脂质代谢以影响肿瘤生长的模型
需要指出的是，低血糖饮食可能不是所有癌症患者的正确干预方法。CR和KD方案都很难维持，而且CR引起的体重减轻可能会限制治疗方案。此外，尽管富含SFA的KD可以抑制小鼠肿瘤的生长，但研究表明，长期食用SFA会产生负面影响，包括导致癌细胞转移和心血管疾病。
这项研究显示了饮食如何改变肿瘤代谢物的可用性并影响癌细胞的代谢，从而抑制肿瘤生长，为如何纳入饮食干预以改善对癌症患者的护理提供了指导。（生物谷 bioon）
参考文献：Lien E C, Westermark A M, Zhang Y, et al. Low glycaemic diets alter lipid metabolism to influence tumour growth[J]. Nature, 2021: 1-6.
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