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锻炼为啥能防癌?新研究:降低乳酸水平!

2017/03/21 来源:生物探索
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导读
与正常细胞相比,癌细胞经历更多糖酵解途径,并产生更多的乳酸,这种现象被称为“Warburg效应”。近日,一项发表于Carcinogenesis上的研究阐述了为什么会出现这一效应,以及乳酸在癌症发生、扩散中所扮演的重要角色。


提到乳酸,人们往往首先会将它与运动后肌肉酸痛联系在一起。几十年来,乳酸主要在锻炼情况下被科研人员研究。运动员或健身爱好者们将它们视为一种讨厌的代谢副产物,乳酸在人们锻炼时堆积在血液和组织中,使肌肉僵硬,影响活动。不过,在2月份发表于Carcinogenesis一篇研究揭示了乳酸分子更加“危险”的一面——作为癌症发展和扩散的关键动力。

研究人员表示,这篇论文可以帮助解释为什么爱锻炼的人往往有较低的癌症发生率——因为他们的身体能够更有效地加工糖代谢所产生的乳酸。这一研究也可能开启新的治疗方式。

乳酸在肿瘤发生中扮演着重要角色

“通过这篇论文,我们为理解癌症开启了新世界的大门,研究表示乳酸不仅存在,而且参与到在癌症发展的每一个步骤中。”该研究的主要作者,科罗拉多大学的Inigo San Millan副教授表示。

San Millan与加州大学伯克利分校的教授,著名的乳酸科学家George Brooks花了两年的时间完成这项工作。该团队利用来自CU Boulder,CU Aurusa,加州大学以及其他地方的数十项运动生理学和肌肉代谢研究的经验,试图回答一个百年以来的老问题:正常细胞如何变成癌细胞,这之后又发生了什么?

事实上,早在1923年,德国诺贝尔奖获得者Otto Warburg就观察到,癌细胞比正常细胞吸收更多的糖或葡萄糖。与正常细胞相比,癌细胞经历更多糖酵解途径,并产生更多的乳酸。这种现象是正常细胞通过异常代谢转变癌细胞的第一个标志,被称为“Warburg效应”。该项研究就试图解释为什么会发生这种效应。

随着近几十年来对遗传学的高度关注,大多数研究人员不再专注研究癌症代谢,乳酸的作用也逐渐隐藏在阴影之下,San Millan希望能扭转这种局面。

这项研究阐明了乳酸在促进血管发生中的作用(肿瘤中形成新的血管);乳酸如何干扰身体对癌症的免疫反应;以及它如何产生支持癌症转移或扩散的酸性微环境(癌细胞外部的空间)。本文还论述了大多数癌症中涉及的三种主要转录因子(HIF-1,cMYC和p53)或蛋白如何在癌症中启动并延续乳酸的反常过程。


San Millan使用手持超声仪器研究一名前自行车运动员

要抑制癌症,你需要尽快清除乳酸

研究考察了运动员在训练中肌肉发生的变化以及发癌症发展过程产生的变化。

“在高强度运动中,工作肌肉显示出与癌细胞相同的代谢特征,”San Millan解释说。肌肉吸收大量的葡萄糖,将其转化为线粒体内部的能量,并释放出大量乳酸超过机体清除的速率。

对一个健康的人而言,Brooks的研究表明,机体能够回收乳酸盐并进行有益地使用——将它们转变成大脑,肌肉和器官中关键的燃料,并防止乳酸积累。

而在癌症中,研究人员认为,回收系统被破坏了。

San Millan猜想,定期运动的人的癌症风险较低可能部分是由于他们的身体能更有效地清除乳酸。而与之相反,久坐的生活方式,加上过量的糖摄入可能会促进乳酸积累启动乳酸代谢途径从而导致癌症。

作者希望癌症研究人员能利用本文作为进一步研究的起点。现在,San Millan正在研究乳腺癌细胞系,今年夏天,他将与科罗拉多大学医院合作,研究个性化运动对癌症患者的影响。

最终,他希望这项研究能够为癌症患者带来新的运动和饮食指导。此外,新的诊断工具或许可以使用失调的乳酸盐信号作为诱发癌症的标志物,或者开发靶向作用于MCT(单羧酸转运蛋白)的新药物,前者负责在细胞之间运输乳酸盐。

参考资料:

Does lactate, the bane of athletes, help drive cancer?

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