「肥胖」為何會加劇罹癌風險?哈佛科學家有新解

作者 | 發布日期 2021 年 01 月 17 日 0:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


肥胖不是病,卻是多種疾病的「危險因子」(risk factor,註 1),也會增高多種癌症,如乳癌、大腸癌、胰臟癌及食道癌之罹癌風險,近年科學家已發現,新陳代謝之改變及慢性發炎等皆是肥胖促進癌症發生的重要因素。

最近美國哈佛醫學院(Harvard Medical School)科學家們進一步發現,有些癌細胞吸收脂肪酸的能力大增,導致周圍免疫細胞能量來源不足、喪失對抗癌細胞的能力。

該發現已刊登於 2020 年 12 月《細胞》(Cell)期刊。

癌細胞會剝奪免疫細胞的能量補給

研究團隊在小鼠實驗中發現,當飲食中含有高量油脂而導致小鼠肥胖時,癌細胞竟會調整自身的新陳代謝、並提升吸收脂肪酸的效率。這導致了悖論(paradox):在這些肥胖小鼠體內,儘管多數器官組織富含脂肪酸,但腫瘤微環境(Tumor microenvironment)中卻十分缺乏脂肪酸。

腫瘤內的「毒殺型 T 細胞」(CD8+ T cells,註 2)能量來源被剝奪,數量也隨之下降,由於這些位於腫瘤內原本可幫助人體對抗癌細胞的免疫細胞減少了,腫瘤因此有機可乘加速生長。

腫瘤微環境抑制免疫細胞的活性

研究團隊還發現高脂飲食小鼠的腫瘤中,那些碩果僅存的毒殺型 T 細胞無論是生長速度或免疫活性都較差,但當這些活力較差的 T 細胞被分離出來並繼續培養後,他們又恢復正常的活性,這表明極可能是腫瘤微環境中的某些因素削弱了細胞功能。

然而,高脂飲食雖會減少腫瘤中毒殺型 T 細胞的數量,但其他器官組織中的毒殺型 T 細胞之數量不受影響。

以新穎的實驗技術解析未知的領域

研究團隊進一步運用多種新穎分析技術包括:單細胞基因表現分析(single-cell gene expression analyses)、高解析顯微影像技術(high-resolution imaging)及高通量液相層析暨串聯質譜分析(LC-MS/MS)等,發現高脂飲食小鼠體內癌細胞及免疫細胞中,許多關於新陳代謝的基因及蛋白質表現發生變化,其中一個吸引他們目光的是名為 PHD3 的蛋白質。

PHD3 會抑制癌細胞吸收脂肪酸的能力

在正常細胞中,PHD3 抑制脂肪的新陳代謝與脂肪酸的吸收,然而在肥胖小鼠體內的癌細胞中,PHD3 表現量異常低,使得癌細胞吸收脂肪酸的能力大增。當研究人員運用實驗技術強制癌細胞表現高量的 PHD3 蛋白後,這些癌細胞在肥胖小鼠體內就無法大肆掠奪腫瘤微環境中的脂肪酸了,毒殺型 T 細胞因而獲得較充分能量補給而有活力去抑制腫瘤生長。

當研究團隊分析人類腫瘤檢體數據庫時,他們發現在多種癌症中,PHD3 表現較低的腫瘤內毒殺型 T 細胞數量也較少。據此可推論,人類癌症中 PHD3 表現下降與對抗癌細胞免疫力萎靡確實存在某種關連,但研究團隊認為,此時判斷 PHD3 是否為合適的癌症藥物靶標仍言之過早,後續需要更多研究加以釐清。

結語

毒殺型 T 細胞是多種「癌症免疫療法」發揮療效的關鍵因素,例如「免疫檢查點抑制劑」療法,就是運用抗體藥物移除癌細胞對毒殺型 T 細胞的「煞車」作用,使其恢復抗癌活性;而「細胞免疫療法」則是在體外大量培養或改造 T 細胞,使其具有足夠的抗癌能量後再注射入病患體內幫助消滅癌細胞。

然而就像深入敵營的特遣作戰部隊一樣,進入腫瘤內的 T 細胞要達成任務,除了武器必須精良、也需要有充足食物補給,尤其當腫瘤微環境中的養分已被癌細胞搜刮一空時,能量來源對 T 細胞更顯重要,研發新一代細胞免疫療法時若將腫瘤微環境因素列入考慮,或許能有突破性進展。

註 1:危險因子不一定是病因,但是會與疾病發生機率之增加有關。雖然危險因子不完全是病因,但卻有助於辨認出高風險族群。
註 2:CD8 + T 細胞是一種可鎖定癌細胞並發動攻擊予以消滅的免疫細胞。

(首圖來源:pixabay