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西兰花确实能抗癌,但前提是一天得吃5斤

科普小知识2021-07-14 17:57:02
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在发表在《科学》杂志上的一项研究中,哈佛医学院的科学家发现西兰花含有3-吲哚甲醇(I3C)分子,这种分子确实能阻碍肿瘤的形成。除了花椰菜,这种分子还可以在许多十字花科蔬菜中找到,如卷心菜和卷心菜。然而,研究人员也指出,每天需要2.7公斤的西兰花来获得足够的抗癌分子。I3C抗癌机制的发现有望指导新一代抗肿瘤疗法的研发。

西兰花确实能抗癌,但前提是一天得吃5斤

在所有的水果和蔬菜中,西兰花是一种明星蔬菜。不仅许多营养和健康专家一致支持西兰花对健康大有益处,而且公众似乎也很容易接受西兰花有神奇功效。此外,西兰花受到了科学家的特别关注。国家癌症研究所已经将包括花椰菜在内的许多十字花科蔬菜列为具有抗癌作用的蔬菜。

为什么花椰菜能抗癌?

西兰花富含类胡萝卜素、维生素C、E、K和矿物质。然而,科学家指出,这些十字花科蔬菜的抗癌作用是由于一种叫做葡萄糖酸盐的物质,这也是西兰花有刺鼻气味和苦味的原因。(这可能是许多人不喜欢吃西兰花的原因)然而,在我们烹饪、咀嚼和消化的过程中,这些芥子油苷会被破坏并形成更活跃的分子,包括吲哚、异硫氰酸盐和其他物质。其中,3-吲哚-3-甲醇(I3C)是一种已被深入研究的吲哚类物质。

早在十多年前,科学家就发现吲哚和异硫氰酸酯可以抑制动物模型中肿瘤的生长过程。它们可以保护细胞免受DNA损伤,抵抗细菌和病毒感染,并抵抗炎症。在一系列针对欧美人的大数据分析中,经常吃西兰花的欧美人患前列腺癌的风险低于其他人。每周吃五次西兰花和其他十字花科蔬菜的人患肺癌的风险降低了。

尽管这些大数据分析可以向我们展示吃西兰花和降低癌症风险之间的关系,但科学家们一直想知道这些物质,包括I3C,是如何发挥抗癌作用的。以前,只有一些细胞模型发现I3C可以减缓宫颈癌细胞的生长。然而,发表在《科学》杂志上的最新研究发现了I3C调节肿瘤抑制基因活性的方式,这也是从基因层面将花椰菜和癌症预防联系起来的最直接的证据。

I3C和肿瘤抑制基因

基因与肿瘤的发生密切相关。细胞中一系列基因和表观遗传物质的变化会导致细胞功能障碍,这也是肿瘤形成的主要原因。关键基因是原癌基因和抑癌基因,如果原癌基因获得功能或抑癌基因失去功能,就会导致肿瘤的形成。目前,许多肿瘤治疗方法都是针对原癌基因的功能,而肿瘤抑制基因暂时处于窗口期。

PTEN是一种非常经典的肿瘤抑制基因,其基因功能被削弱,它会立即使细胞产生与癌症相关的体征。因此,PTEN作为一个肿瘤抑制者具有重要意义。与此同时,PTEN是一种肿瘤抑制基因,经常在人类癌症中变异,并且通常在癌症患者中被下调、抑制或沉默。

PTEN基因过程中的突变将导致PTEN错构瘤综合征,伴有发育障碍和肿瘤易感性。2012年发表在《细胞》杂志上的一项研究试图增加PTEN在小鼠中的表达,这些小鼠的抗癌能力立即变得更强。因此,科学家还提出,保持或适当增强PTEN的活性可用于癌症治疗。

然而,在人体复杂的基因网络中,没有一个基因能够独立存在,每个基因肯定会相互制约和干扰。PTEN蛋白的构象将特别吸引一个WW结构域泛素E3连接酶1(WWP1)。早些时候,哈佛医学院的皮尔·保罗·潘多尔菲团队已经注意到,第一次世界大战蛋白1的增加将导致PTEN蛋白的降解。这也意味着WWP1将影响PTEN的功能,最近的研究发现WWP1在许多癌症类型中过度表达。PTEN的功能可以通过使用CRISPR样干扰技术减少WWP1的表达来恢复。

西兰花确实能抗癌,但前提是一天得吃5斤

蛋白质构象和紫色部分显示了I3C结合区。

此外,在体内有一种与WWP1功能相似的泛素连接酶NEDD4-1,它也能降解PTEN。但是NEDD4-1受I3C调控,这是开始提到的西兰花中的分子。以同样的方式,WWP1调节PTEN,因为I3C可以嵌入到NEDD4-1的功能域中来发挥调节作用。

西兰花的抗癌启示

潘多尔菲认为NEDD4-1与第一次世界大战的功能域非常相似,因此I3C完全有可能在第一次世界大战中发挥作用。通过对蛋白质晶体结构的分析,研究人员对蛋白1的结构进行了拆分,结果表明I3C也能与蛋白1的n端中心结构域结合。然而,如果结合部分发生突变,即使添加了I3C,PTEN的功能仍将被WWP1抑制。“我们发现了一种能够调节肿瘤形成的关键分子,这种分子自然存在于花椰菜和其他十字花科蔬菜中。”潘德菲说。

在实际测量中,I3C能显著抑制前列腺癌细胞的生长,这是一种比较癌细胞生长情况和速率的方法。I3C治疗后,瘤体生长速度减慢,肿瘤明显变小。除了在体外模拟癌细胞的生长,研究人员还研究了患有癌症的小鼠体内肿瘤体的生长过程。同样,肿瘤小鼠在I3C治疗后也显示出肿瘤形成能力降低的迹象。实验表明,第一次世界大战PTEN确实受到了I3C的干涉。

虽然这种神奇的现象只在老鼠身上观察到,但潘多尔菲对此充满信心。“我们不仅发现了调节肿瘤生长的途径,还提供了一种可以轻松抑制癌症的治疗方法。”使用CRISPR或I3C来破坏WWP1的功能看起来确实不错,但是具体的剂量需要进一步研究。然而,文章的第一作者李玉如说,根据他们研究的数据,为了达到抗癌效果,你必须每天吃6磅(相当于2.7公斤)的十字花科蔬菜。

虽然一天不可能吃这么多蔬菜,但经常食用西兰花总比没有吃东西来获取抗癌分子要好。此外,科学家从I3C获得的西兰花方面的宝贵启示也可能导致新一代肿瘤治疗方法的发展,这在当时也可以称为西兰花疗法。