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正常的、非癌变的肝组织在摄入高脂肪食物时,会表现得像肿瘤组织一样,将饮食和肥胖与肝癌的发展联系起来。细胞代谢和代谢调节实验室由Sarah-Maria Fendt教授(VIB-KU Leuven癌症生物学中心)领导,展示了高脂肪饮食小鼠的肝脏如何以一种类似于侵袭性癌细胞的方式利用葡萄糖。这表明,当肝脏暴露于过量的脂肪中时,正常组织可能会癌变。这项研究发表在杂志上癌症研究.
癌症和肥胖
全球肥胖率和肝脏发病率癌症每年都在增长,了解如何增长过多的脂肪可用性可以开车肝癌发展对于了解疾病是如何开始和如何治疗非常重要。为了探究这一点,芬特教授和她的团队测试了小鼠肝脏组织的代谢变化高脂肪饮食在没有肿瘤出现的早期时间点和肿瘤已经形成的晚期时间点。他们发现,在没有任何癌症发展的迹象之前,肝组织使用葡萄糖的方式与肿瘤相同。这种大量使用葡萄糖是癌症的著名标志之一,被称为Warburg效应。
在发现肝组织的这些早期变化后,他们研究了肿瘤完全形成后会发生什么。他们测量的一种方法是测试对葡萄糖的敏感性,葡萄糖通常会很快被身体清除,但在肥胖诱导的糖尿病动物中受损。
Fendt教授描述了他们的发现:“令人惊讶的是,尽管患有糖尿病,但喂食高脂肪饮食、肿瘤负担沉重的小鼠可以像健康小鼠一样轻松地从血液中清除葡萄糖。使用最先进的13c6葡萄糖追踪技术,我们可以观察到葡萄糖分子是如何在细胞和组织中使用的,我们发现肿瘤组织以一致的方式分解葡萄糖,无论老鼠是被喂高脂肪还是正常饮食。”
替代途径
这些发现表明当癌症细胞从正常的肝细胞发展而来,它们的代谢持续增加葡萄糖的使用。由于高脂肪饮食在癌症出现之前就已经引起了这些变化,这可能意味着在高脂肪饮食中,非癌症肝组织更有可能癌变。
该团队还研究了这种影响的更深层次的机制。
林赛·布罗德菲尔德博士是这项研究的主要作者之一,他说:“我们发现,在任何癌症发展之前,暴露在高脂肪环境中的肝组织似乎使用了一种被称为过氧化物酶体的细胞隔层中的替代途径来分解脂肪。利用癌症肝细胞,我们随后证实过氧化物酶体代谢增加了细胞应激和葡萄糖摄取。”
脂肪可被细胞以多种方式利用——提供能量,刺激生长途径,或储存起来供以后使用。科学家们使用鲁汶大学的Lipometrix脂质组学平台,观察肿瘤细胞中脂肪的命运是否有任何独特之处,并发现肿瘤细胞中的脂肪种类和含量确实与非癌症细胞不同肝靠近肿瘤的组织。
肝癌细胞操纵参与纤维化的基质细胞促进肿瘤生长
更多信息:Lindsay A. Broadfield等人。脂肪诱导非转化肝细胞的葡萄糖代谢,促进肝肿瘤的发生,癌症研究(2021)。DOI: 10.1158 / 0008 - 5472. - 20 - 1954
期刊信息:癌症研究
所提供的佛兰德斯生物技术研究所
