Nature：限制饮食如何影响肿瘤生长

一项新的研究发现，切断细胞的脂质供应可以减缓小鼠肿瘤的生长。

近年来，有一些证据表明，饮食干预有助于减缓肿瘤的生长。麻省理工学院的一项新研究分析了小鼠的两种不同饮食，揭示了这些饮食是如何影响癌细胞的，并为为什么限制卡路里可以减缓肿瘤生长提供了解释。

该研究检测了限制热量饮食和生酮饮食对患胰腺肿瘤小鼠的影响。虽然这两种饮食都减少了肿瘤可获得的糖分，但研究人员发现，只有热量受限的饮食减少了脂肪酸的可获得性，这与肿瘤生长放缓有关。

研究人员说，这些发现并不意味着癌症患者应该遵循这两种饮食方式中的任何一种。相反，他们认为这些发现为进一步研究提供了依据，以确定如何将饮食干预与现有或新兴药物相结合，以帮助癌症患者。

麻省理工学院科赫综合癌症研究所主任、该研究的资深作者Matthew Vander Heiden说:“有很多证据表明，饮食会影响癌症的发展速度，但这并不是一种治愈方法。虽然研究结果令人振奋，但还需要进一步研究，患者应该向医生咨询治疗癌症的正确饮食干预措施。”

麻省理工学院博士后Evan Lien是这篇发表在《Nature》杂志上的论文的主要作者。

代谢机制

Vander Heiden也是丹娜-法伯癌症研究所(Dana-Farber Cancer Institute)的医学肿瘤学家。他说，他的病人经常问他各种饮食的潜在好处，但目前没有足够的科学证据来提供任何明确的建议。患者提出的许多饮食问题要么是热量限制饮食，减少热量消耗25%至50%，要么是生酮饮食，碳水化合物含量低，脂肪和蛋白质含量高。

先前的研究表明，在某些情况下，限制热量的饮食可能会减缓肿瘤的生长，这样的饮食已经被证明可以延长小鼠和许多其他动物的寿命。少量研究探索生酮饮食对癌症的影响，结果不确定。

Evan Lien说:“很多建议或文化时尚并不总是基于非常好的科学。这似乎是一个机会，特别是我们对癌症代谢的理解在过去10年左右的时间里发展了很多，我们可以利用我们所学的一些生化原理，应用这些概念来理解这个复杂的问题。”

癌细胞消耗大量的葡萄糖，因此一些科学家假设生酮饮食或热量限制可能会通过减少可用的葡萄糖量来减缓肿瘤的生长。然而，麻省理工学院的研究小组在患胰腺肿瘤的小鼠身上进行的初步实验表明，热量限制对肿瘤生长的影响要比生酮饮食大得多，因此研究人员怀疑葡萄糖水平在减缓肿瘤生长的过程中并没有发挥主要作用。

为了更深入地研究这一机制，研究人员分析了患有胰腺肿瘤的小鼠的肿瘤生长和营养浓度，这些小鼠被喂食正常、生酮或限制热量的饮食。生酮小鼠和限制卡路里小鼠的血糖水平都下降了。在热量限制的小鼠中，脂肪水平也下降了，但在生酮饮食的老鼠中，脂肪水平上升了。

脂质缺乏会损害肿瘤的生长，因为癌细胞需要脂质来构建细胞膜。正常情况下，当组织中没有脂质时，细胞可以自己制造脂质。作为这个过程的一部分，他们需要保持饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的平衡，这需要一种叫做硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)的酶。这种酶负责将饱和脂肪酸转化为不饱和脂肪酸。

热量限制饮食和生酮饮食都能降低SCD活性，但生酮饮食的小鼠从饮食中可以获得脂质，所以它们不需要使用SCD。然而，限制热量饮食的小鼠不能从饮食中获得脂肪酸，也不能自己产生脂肪酸。与吃生酮食物的小鼠相比，这些小鼠的肿瘤生长明显放缓。

“热量限制不仅会使肿瘤缺乏脂质，还会破坏它们适应脂质的过程。这种结合确实有助于抑制肿瘤生长，”Lien说。

饮食的影响

除了小鼠研究，研究人员还查看了一些人类数据。该研究小组与Dana-Farber癌症研究所的肿瘤学家、论文作者Brian Wolpin合作，从一项大型队列研究中获得数据，使他们能够分析胰腺癌患者的饮食模式与生存时间之间的关系。从这项研究中，研究人员发现，在胰腺癌确诊后，摄入的脂肪类型似乎会影响低糖饮食的患者的表现，尽管研究人员说，数据还不够完整，不足以得出任何有关饮食影响的结论。

尽管这项研究表明限制热量摄入对小鼠有好处，但研究人员表示，他们不建议癌症患者遵循限制热量摄入的饮食，因为这种饮食很难维持，而且会产生有害的副作用。然而，他们相信癌细胞对不饱和脂肪酸的依赖可以被用来开发药物，帮助减缓肿瘤的生长。

一种可能的治疗策略是抑制SCD酶，这将切断肿瘤细胞产生不饱和脂肪酸的能力。

“这些研究的目的不一定是推荐一种饮食，而是真正理解潜在的生物学，”Lien说。“他们提供了一些关于这些饮食如何工作的机制的感觉，这可以导致我们如何模拟这些情况来治疗癌症的理性想法。”

研究人员现在计划研究含有多种脂肪来源的饮食——包括饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量有明确差异的植物或动物脂肪——如何改变肿瘤脂肪酸代谢和不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例。

参考文献：

Lien EC, Westermark AM, Zhang Y, et al. Low glycaemic diets alter lipid metabolism to influence tumour growth [published online ahead of print, 2021 Oct 20]. Nature. 2021;10.1038/s41586-021-04049-2. doi:10.1038/s41586-021-04049-2

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