癌细胞有多坏？“抢夺”健康细胞的葡萄糖

癌细胞狡猾，善于伪装，并且有很强的分裂和转移能力。癌细胞需要消耗更多的葡萄糖来支持其不受控制的扩张野心。那么，癌细胞是如何获得葡萄糖的呢？一项新的研究表明，癌细胞类似于“寄生虫”——削弱了正常细胞消耗葡萄糖的能力，从而掠夺了更多的葡萄糖“供自己使用”。

9月27日，《癌细胞》杂志在网上发表了这篇题为“颠覆系统性葡萄糖代谢作为支持白血病细胞生长的机制”的文章，揭示了白血病细胞“抢走”的戏剧性。

科罗拉多大学癌症中心的科学家发现，白血病细胞“欺骗”脂肪细胞，并在扰乱葡萄糖代谢的过程中“扰乱”肠道菌群。

“白血病细胞创造了一种类似于糖尿病的条件——降低正常细胞的葡萄糖水平，以确保更多的葡萄糖可以用于自身用途。换句话说，癌细胞从正常细胞中“窃取能量”以自我生长和扩张。科罗拉多大学癌症中心的研究员克雷格·乔丹解释道。

像糖尿病一样，癌症策略也依赖于胰岛素。健康细胞需要胰岛素来使用葡萄糖。然而，糖尿病患者患有胰岛素分泌不足或细胞不能对胰岛素产生积极反应，这导致血液中的葡萄糖升高，并最终导致细胞缺乏能量来源。

癌细胞“攫取”葡萄糖的两种方式

研究人员以白血病为模型，发现癌细胞也希望血糖升高。他们以两种方式创造了相似的葡萄糖积累条件:

计划一:肿瘤细胞“诱骗”脂肪细胞过度表达胰岛素样生长因子结合蛋白1(一种蛋白质)。

胰岛素样生长因子结合蛋白1蛋白负责促进健康细胞降低其对胰岛素的敏感性。这意味着当IGF-血压1蛋白水平上升时，人体需要更多的胰岛素来促进葡萄糖的吸收。在这种情况下，除非胰岛素供应增加，否则IGF-血压1的增加意味着健康细胞对葡萄糖的消耗将减少。

科学家推测胰岛素样生长因子结合蛋白1可能是癌症和肥胖之间的联系:脂肪细胞越多，胰岛素样生长因子结合蛋白1越多，最终形成“恶性循环”——癌细胞获得的葡萄糖越多。

白血病细胞获取葡萄糖的细节。照片来源:癌细胞

计划二:肿瘤细胞通过“扰乱”肠道菌群来降低胰岛素水平

“我们在研究中认识到，一些有助于调节葡萄糖的因素是由肠道或肠道细菌分泌的。以白血病动物为模型，我们发现与正常小鼠相比，这些患病小鼠的肠道微生物组成有所不同。”乔丹说。

一个主要的区别是缺乏一种特殊的细菌——类杆菌，这种细菌负责产生短链脂肪酸，而短链脂肪酸反过来又促进了肠细胞的健康。如果没有这种细菌，肠道健康将受到影响，这种负面影响对癌症是积极的。

在最新的研究中，乔丹的团队发现缺乏类杆菌会导致肠促胰岛素分泌减少。一般来说，当血糖升高时(例如，吃了东西后)，肠道会分泌肠促胰岛素，将血糖水平调节到正常范围。

然而，对于白血病小鼠来说，这种激素会使血糖水平失活并超过标准。此外，白血病细胞还抑制血清素的活性，血清素是一种帮助调节情绪的化合物，对胰岛素的产生至关重要。

通过这两种方式，癌细胞将导致胰岛素分泌减少和敏感性降低，最终成功地削弱健康细胞对葡萄糖的消耗。乔丹说:“这是一个典型的寄生把戏:利用宿主的资源来寻求自己的生存。”

正如寄生虫可能吃掉宿主的食物并导致宿主营养不良一样，癌症造成的能量损失也可能导致癌症患者的疲劳和体重减轻。

组合药物摧毁癌细胞的“诀窍”。

在分析了癌细胞对葡萄糖的“重组”后，乔丹的团队试图与这一过程作斗争。“当我们用药物重新校准葡萄糖系统时，结果显示癌细胞的生长会减慢。”他解释道。

值得注意的是，“校准”药物很简单:一种是血清素，另一种是三丁酸甘油酯，一种在黄油等食物中发现的脂肪酸。具体来说，血清素补充剂可以替代白血病抑制的血清素，而三丁酸甘油酯可以替代因菌体缺失而缺失的短链脂肪酸。

研究小组称这种组合疗法为“三重疗法”他们发现这不仅仅是一个理论。

三联疗法可以恢复胰岛素水平，降低IGF-1水平。与对照组小鼠(未接受治疗的患病小鼠)相比，使用Ser-Tri治疗的患病小鼠具有更长的寿命——在白血病22天后，所有未治疗的小鼠死亡，而使用Ser-Tri治疗的半数小鼠仍然存活。

他们认为这一策略可以应用于白血病患者。健康细胞有策略调节胰岛素、葡萄糖和其他控制能量消耗的因素，而癌细胞有策略颠覆这一规则，目的是为自己提供更多能量。分析这些策略将帮助我们找到对抗癌细胞和维持健康细胞的方法。