《Nature》重磅:甘露糖可抑制肿瘤细胞生长!

2018-12-29

癌症是如今医学的一大难题,随着人类平均寿命的延长,癌症对人类的威胁日益突出,WTO统计,全球每年约有960万人死于癌症,可怕的是,癌症的病因我们目前尚未完全了解。但科学家对癌症预防和治疗的研究从未停止。


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在医学上,癌是指起源于上皮组织的恶性肿瘤,是恶性肿瘤中最常见的一类。癌细胞在分裂繁殖的过程中对葡萄糖有极高的需求,它们会不断分解代谢葡萄糖用于生长,科学家们敏锐的发现,对葡萄糖的格外偏爱或许也是癌细胞的软肋。

近日,Nature发表了一篇文章,由英国比特森癌症研究所主导的一项针对甘露糖的小鼠实验证实,单糖甘露糖能够有效地阻碍癌细胞代谢分解葡萄糖,从而减缓小鼠的肿瘤生长,并且不论单独服用或结合化疗药物服用都有效果。虽然现在还并不清楚甘露糖是否对人类的肿瘤也有着类似的作用,但这项研究至少证明甘露糖在抗癌性上有着更多的可能性,或许可以作为人类癌症化疗的新巩固疗法。

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在实验中,研究人员分别用同位素标记的葡萄糖和甘露糖处理肿瘤细胞。结果显示,相比于葡萄糖,甘露糖能显著抑制葡萄糖在体内细胞的代谢,同时,甘露糖也影响了三羧酸循环、磷酸戊糖途径、多糖合成通路等葡萄糖的代谢途径。我们前面说到癌细胞在分裂繁殖过程中需要消耗大量的葡萄糖。倘若无法利用葡萄糖,癌细胞的生长自然会受到抑制。


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甘露糖有效抑制癌细胞生长

随后,研究人员通过小鼠移植瘤实验验证了上述体外实验的结果。研究人员通过一周3次的饲管和持续性的饮水让肿瘤小鼠服用甘露糖。结果显示,由饲管摄入甘露糖后,患癌小鼠肿瘤组织中的葡萄糖代谢水平降低约30%,饮水中加入甘露糖可使肿瘤细胞的增殖速度降低50%左右。这些结果表示,甘露糖的确能够在动物体内产生抑癌的作用!


甘露糖抑制小鼠体内肿瘤细胞生长并延长小鼠存活时间2(Gonzalez el al.2018).jpg


口服甘露糖有效延缓小鼠体内肿瘤细胞体积增长

在临床治疗中,化疗是常用的肿瘤治疗手段,为了进一步研究甘露糖对化疗的影响,科学家探究了将甘露糖与化疗联合使用的情况。结果发现,甘露糖联合化疗手段能起到协同增效的作用!相较只服用甘露糖的小鼠,接受了联合治疗的小鼠肿瘤细胞死亡数量是对照组的2-3倍,并且存活周期也显著延长。

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甘露糖与化疗联合使用可增加抗癌效果


那么,甘露糖到底是如何发挥这些令人欣喜的作用呢?首先,癌细胞具有比正常细胞更多的葡萄糖转运蛋白,这使得癌细胞可以疯狂掠夺葡萄糖作为癌细胞生长的能量来源。而甘露糖是一个和葡萄糖结构极为类似的六碳糖,是葡萄糖的同分异构体在临床上多用于膀胱、尿路感染的治疗。癌细胞的葡萄糖转运蛋白无法区分葡萄糖和甘露糖,当遇到甘露糖时,癌细胞大量的葡萄糖转运蛋白对甘露糖也开始疯狂地汲取。可是,甘露糖在肿瘤细胞的代谢中,却产生了大量甘露糖-6-磷酸(M-6-P),进而干扰与葡萄糖代谢有关的酶,影响癌细胞对葡萄糖的利用。可想而知,失去食物的癌细胞的生长自然也因此减缓了。


甘露糖分子结构.jpg

甘露糖分子结构


这项研究明确的揭示了甘露糖的添加能抑制肿瘤细胞对葡萄糖的利用,阻断肿瘤细胞的食物来源,使肿瘤细胞生长速度延缓,并能够显著地增强化疗药物的疗效,为人体抗癌提供了新的思路。和化疗带来的副作用相比,甘露糖对人体安全得多。虽然这项研究目前还仅仅是初步的,甘露糖在人体的有效剂量还需要进一步的临床研究,但这次的研究结果已经足够振奋人心,它为甘露糖未来作为化疗药物效力增强剂带来了希望。人类对癌症的研究从未止步,愿终有一天,我们能找到更好的抗癌方式,不再谈癌色变。


参考文献:

[1]Pablo Sierra Gonzalez et al., (2018) Mannose impairs tumour growth and enhances chemotherapy, Nature, DOI: 10.1038/s41586-018-0729-3

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/880ARueHQpC2iIAjn_3hsg

[3]https://mp.weixin.qq.com/s/6FHrl0ASrZvHzFA6xoztgA

[4]https://mp.weixin.qq.com/s/u3jbPZxmj5h4zjK5DnNR7w

[5]https://mp.weixin.qq.com/s/Z8lQaJdImOEGLLovVpf6tA