又1篇Nature证实!“正确饮食”可提高抗癌药疗效
2018/07/13
上周,一篇Nature论文证实,由低碳水化合物、高脂肪组成的生酮饮食能够改善一种新型癌症药物的疗效。本周,又有新成果表明,吃正确的食物能够调节肿瘤的新陈代谢,使化疗更有效。


图片来源:Nature

7月11日,最新一期的Nature杂志发表了题为“Histidine catabolism is a major determinant of methotrexate sensitivity”的新论文。来自MIT的科学家们发现,在小鼠的食物中补充组氨酸histidine,肉类和豆类等食物中富含这类氨基酸)能够使一种被称为甲氨蝶呤(methotrexate)的化疗更加有效地对抗白血病细胞。

利用弱点

肿瘤细胞会利用多种不寻常的代谢途径来分解支持它们异常生长的营养物质。长期以来,研究人员一直认为,这些途径是可以利用的潜在弱点,比如开发一种药物来阻断其中一种或多种代谢途径,从而杀死肿瘤,并且不危及大部分的健康细胞。

去年,Francis Crick研究所的Karen Vousden及其同事在一项研究中证实,限制饮食中的丝氨酸和甘氨酸能够增加基因改造后容易患癌症的小鼠的存活率。这两种氨基酸对于在低氧条件下(肿瘤中常见的环境)生长的细胞尤其重要。


图片来源:16sucai

最新成果

与Vousden等人的成果不同,最新发表的研究是希望利用癌细胞的代谢途径来放大一些抗癌药的疗效。具体来说,MIT的科学家们对癌细胞进行了筛选,以期找到与响应甲氨蝶呤(一种常用于治疗儿童白血病的药物,但毒性很高)相关的基因。最终,他们发现了一个重要的基因。该基因编码了参与合成组氨酸的一种酶。

进一步的研究显示,过量的组氨酸能够使被移植到小鼠体内的白血病细胞对甲氨蝶呤更加敏感。论文通讯作者David Sabatini表示,在癌症治疗中,饮食是很重要的。如果研究结果能够在人类中得以重复,那么让患者服用组氨酸补充剂或可促使医生使用更低剂量(毒性更低)的甲氨蝶呤。

一些挑战

总结来说,科学家们认为,这些新成果(上周报道的另一篇相关论文——Nature:高脂肪、低碳水化合物饮食,让“抗癌药”更有效)正在推动利用人体的新陈代谢来对抗癌症。但德国维尔茨堡大学的癌症研究人员Almut Schulze表示,现在的关键是将这些研究结果从小鼠转化到人类中。这可能会很棘手,因为控制一个人的饮食要比控制小鼠的饮食要困难得多。

此外,美国Ludwig癌症研究所的Chi Van Dang认为,确定哪些患者最有可能从饮食变化中获益是另一大挑战。一些制药公司已经不再靶向癌症代谢,部分原因就是难以决定针对哪些患者开展研究。此外,个体的新陈代谢是非常多变的,人们可能不会对这些疗法做出同样的反应。

责编:风铃

参考资料:

The right diet can boost potency of cancer drugs——Consuming the right foods can tweak a tumour's metabolism, making chemotherapy more effective.

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查看更多
  • Histidine catabolism is a major determinant of methotrexate sensitivity

    The chemotherapeutic drug methotrexate inhibits the enzyme dihydrofolate reductase1, which generates tetrahydrofolate, an essential cofactor in nucleotide synthesis2. Depletion of tetrahydrofolate causes cell death by suppressing DNA and RNA production3. Although methotrexate is widely used as an anticancer agent and is the subject of over a thousand ongoing clinical trials4, its high toxicity often leads to the premature termination of its use, which reduces its potential efficacy5. To identify genes that modulate the response of cancer cells to methotrexate, we performed a CRISPR–Cas9-based screen6,7. This screen yielded FTCD, which encodes an enzyme—formimidoyltransferase cyclodeaminase—that is required for the catabolism of the amino acid histidine8, a process that has not previously been linked to methotrexate sensitivity. In cultured cancer cells, depletion of several genes in the histidine degradation pathway markedly decreased sensitivity to methotrexate. Mechanistically, histidine catabolism drains the cellular pool of tetrahydrofolate, which is particularly detrimental to methotrexate-treated cells. Moreover, expression of the rate-limiting enzyme in histidine catabolism is associated with methotrexate sensitivity in cancer cell lines and with survival rate in patients. In vivo dietary supplementation of histidine increased flux through the histidine degradation pathway and enhanced the sensitivity of leukaemia xenografts to methotrexate. The histidine degradation pathway markedly influences the sensitivity of cancer cells to methotrexate and may be exploited to improve methotrexate efficacy through a simple dietary intervention.

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