Nature重要证据:饮食限制能阻止癌症扩散,一种氨基酸是“关键”!
2018/02/10
来自剑桥大学的科学家们说,越来越多的证据表明,你盘子里的食物能够改变癌症的生长和扩散。在最新发表的Nature论文中,他们进一步证实,多种食物中富含的一种氨基酸——天冬酰胺 ——是防止致命乳腺癌扩散的关键。当小鼠被喂以低天冬酰胺饮食,或用药物来阻断天冬酰胺,肿瘤就很难扩散了。


图片来源:Nature(doi:10.1038/nature25465)

2月7日发表的这篇题为“Asparagine bioavailability governs metastasis in a model of breast cancer”的研究发现,通过限制三阴性乳腺癌小鼠体内的天冬酰胺(组成蛋白质的20种氨基酸之一),能够显著降低癌症转移到机体远端部位的能力。

论文的共同第一作者Simon Knott博士说:“如果进一步的研究在人类细胞证实这些发现,那么,限制癌症患者所摄入的天冬氨酸数量可能会成为扩充现有疗法以及防止乳腺癌扩散的潜在策略。”


天冬酰胺的名字来源于芦笋。富含天冬酰胺的食物包括奶制品、乳清、牛肉、家禽、蛋、鱼、海鲜、芦笋、土豆、豆类、坚果、种子、大豆和全谷物。天冬酰胺含量较低的食物包括大多数水果和蔬菜。(Credit: © Nelly Kovalchuk / Fotolia)

关键发现

据研究者们介绍,三阴性乳腺癌细胞比大多数其他类型癌细胞生长和扩散得要更快。之所以被称为“三阴性”(triple negative),是因为,这类癌细胞缺乏雌激素和孕酮激素的受体,并且几乎不产生一种叫做HER2的蛋白。因此,三阴性乳腺癌会抵抗靶向这些因素的常见疗法,死亡率高于平均水平。


Three-dimensional cell culture of breast cancer cells. Credit: National Institutes of Health (Dao Tiensinh)

过去的研究发现,尽管大多数肿瘤细胞仍停留在原发乳房部位,但有一部分细胞会离开乳房,进入血液,最终在肺部、大脑和肝脏中停留并增殖。Knott博士等希望能够了解循环在血液中以及癌症转移部位的肿瘤细胞的不同特征。

结果发现,原发性肿瘤中天冬酰胺合成酶(细胞利用该酶来制造天冬酰胺)的出现与之后的癌症扩散密切相关。利用化疗药物L-asparaginase处理或饮食限制减少天冬酰胺合成酶后,癌症转移受到了极大的限制。而当实验小鼠被喂以富含天冬酰胺的食物时,癌细胞扩散得更快了。

这些研究结果强烈表明,饮食的改变可能会影响一个患者如何响应最初的治疗,以及他们的癌症在以后的生活中扩散的可能性。


图片来源:Nature(DOI:10.1038/nature22056)

研究意义

看到这项新成果,小编不禁想到去年4月同样发表于Nature杂志上的另一篇论文:英国Beatson癌症研究所和格拉斯哥大学的研究人员发现,从小鼠的饮食中去除两种非必须氨基酸——丝氨酸和甘氨酸——能够减缓淋巴瘤、肠癌的发展。详细

癌症分子生物学教授Gregory J. Hannon博士说:“结合先前的研究成果,我们看到越来越多的证据表明,某些特定类型的癌症会对我们饮食中的某些特定成分‘上瘾’。未来,通过改变患者的饮食或使用药物来改变肿瘤细胞能够获取这些营养物的途径,我们希望能改善癌症治疗结果。”

美国Cedars-Sinai医学中心的Ravi Thadhani博士则表示:“除了乳腺癌,这项调查天冬酰胺作用的新成果可能还会对许多其他转移性癌症有影响。”


Gregory J. Hannon教授(图片来源:University of Cambridge)

未来计划

目前,Hannon教授等正在考虑进行一项早期临床试验,在此试验中,健康的参与者将采用“低天冬酰胺饮食”(low-asparagine diet)。如果这类饮食能导致天冬酰胺水平下降,下一步,他们将启动招募癌症患者的临床试验。而该试验可能会联合饮食限制、化疗和免疫疗法。

最后,值得一提的是,在BBC的报道中,英国最大的乳腺癌慈善机构Breast Cancer Now的负责人强调:“我们不建议患者仅根据现有的研究,在不与医生交流的情况下,就从他们的饮食中完全排除任何特定的食物组成。我们鼓励所有的患者遵循健康且多样化的饮食。

参考资料:

Diet may influence the spread of a deadly type of breast cancer, study finds

Food may influence cancer spread

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查看更多
  • Asparagine bioavailability governs metastasis in a model of breast cancer

    Using a functional model of breast cancer heterogeneity, we previously showed that clonal sub-populations proficient at generating circulating tumour cells were not all equally capable of forming metastases at secondary sites1. A combination of differential expression and focused in vitro and in vivo RNA interference screens revealed candidate drivers of metastasis that discriminated metastatic clones. Among these, asparagine synthetase expression in a patient’s primary tumour was most strongly correlated with later metastatic relapse. Here we show that asparagine bioavailability strongly influences metastatic potential. Limiting asparagine by knockdown of asparagine synthetase, treatment with L-asparaginase, or dietary asparagine restriction reduces metastasis without affecting growth of the primary tumour, whereas increased dietary asparagine or enforced asparagine synthetase expression promotes metastatic progression. Altering asparagine availability in vitro strongly influences invasive potential, which is correlated with an effect on proteins that promote the epithelial-to-mesenchymal transition. This provides at least one potential mechanism for how the bioavailability of a single amino acid could regulate metastatic progression.

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