誘騙的伎倆:癌細胞如何奪取正常細胞養分

作者 | 發布日期 2018 年 10 月 29 日 8:30 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

科學家已知道癌細胞會吸收大量葡萄糖促進自己生長,而最近美國科學家進一步發現,血癌(leukemia,也稱白血病)的癌細胞還會誘騙其他正常細胞,讓它們減少吸收葡萄糖,好讓體內有更多葡萄糖供癌細胞使用。



癌細胞由於生長快速而需要消耗大量養分,最主要來源之一就是葡萄糖。科學研究已逐步揭發癌細胞如何大量吸收葡萄糖的機轉,例如癌細胞細胞膜上的「葡萄糖轉運蛋白」(glucose transporter)表現量會大幅增加,使得癌細胞能更快速將葡萄糖由細胞外運送至細胞內。

但癌細胞還是個騙子。美國科羅拉多大學癌症中心 Craig Jordan 教授團隊發現,血癌細胞創造了一種類似糖尿病的生理狀態,以減少葡萄糖進入正常細胞,如此一來就有更多葡萄糖能給自己用了;換言之,這些細胞從正常細胞那將葡萄糖偷過來以幫助自己生長。但血癌細胞如何改變病患體內的新陳代謝狀態?

研究團隊發現,血癌細胞會誘使脂肪細胞分泌更多 IGFBP1 蛋白,此蛋白會使胰島素促進正常細胞消耗葡萄糖的作用力下降,當胰島素作用力下降時,人體可藉由分泌更多胰島素來彌補不足,然而血癌細胞進一步抑制胰島素的分泌。

團隊在研究中發現,腸道(以及腸道菌)對調節動物體內的葡萄糖也扮演相當重要的角色,血癌小鼠的腸道內微生物組成種類與健康小鼠不同,血癌小鼠的腸道中較缺少「擬桿菌屬」(bacteroid)腸道菌,它是一類腸道益菌,當小鼠缺乏這類腸道菌時,腸道功能會受影響。

健康的人在進食後,血糖上升會刺激腸道分泌一種稱為「腸泌素」(incretin)的荷爾蒙,進而促使胰臟分泌較多胰島素以使血糖恢復至正常水準。然而血癌小鼠的腸道功能已受損傷,因而使腸泌素促進胰島素分泌的作用也受阻。

血清素(serotonin)是體內一種能使人感覺愉悅的神經傳遞物質,一些抗憂鬱藥物即是透過提高體內血清素濃度來治療憂鬱情緒,而血清素對胰臟製造胰島素也相當重要。然而血癌細胞也會使血癌小鼠體內的血清素活性下降。

血癌細胞透過上述幾種途徑減少小鼠體內胰島素的作用,進而導致血糖濃度總是維持在較高水準,這便給予血癌細胞更充足的葡萄糖供給。Jordan 教授認為,血癌細胞這種「行為」跟寄生蟲沒兩樣,為了自身利益強占宿主「便宜」,他推測,癌症病人體重下降及身體虛弱的原因,有一部分可能就來自養分被癌細胞竊取造成的營養不良。

釐清血癌細胞如何影響葡萄糖的調節後,研究團隊嘗試扭轉此局面。當他們給予血癌小鼠補充擬桿菌的代謝物(tributyrin)以恢復腸道功能、補充血清素以提升胰島素功能後,血癌細胞的生長明顯受到抑制,且因血癌死亡的小鼠數目減少了一半。

本次研究主要研究人員 Haobin Ye 博士表示,他們已有證據顯示於血癌小鼠身上發現的現象,也存在於人類血癌病患。期待後續科學家能運用本次發現,發展出對抗血癌的新策略。

研究結果已刊登於今年 9 月的《癌症細胞》(Cancer Cell)期刊。

註:所謂「癌症正子斷層造影」(Positron Emission Tomography,PET)即是利用癌細胞嗜吸收葡萄糖的特性以偵測癌症之病灶。

(首圖來源:shutterstock)

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