癌细胞嗜糖如命？研究发现阻断糖代谢可以减缓肺肿瘤的生长

近日发表在《生活》杂志上的一项对小鼠和人类细胞的研究表明，阻断一对糖转运蛋白可能是治疗肺癌的有效方法。

癌细胞需要大量的糖来加速它们的快速生长和扩散。这使得科学家们考虑切断它们的糖供应作为一种治疗癌症的方法。目前的研究表明，这可能是一种有效的方法，但必须同时阻断多种途径才能有效。

一种叫做葡萄糖转运蛋白的蛋白质为细胞提供糖，这使它们成为饿死癌细胞的治疗方法的诱人目标。但科学家们不知道最好的方法，也不知道如果癌细胞拒绝摄入糖分，它们是否会转而采用替代燃料。

“抑制糖在肺肿瘤中的使用可能是一种有效的治疗策略，但是是否应该靶向葡萄糖转运体以及靶向哪些仍不清楚。”该研究的第一作者Caroline Contat说，她是瑞士洛桑EPFL的瑞士实验癌症研究所的博士生和博士生助理。

为了找到答案，Contat和她的同事对患有肺癌的老鼠进行了基因工程，这些老鼠缺少一种叫做Glut1的葡萄糖转运蛋白或另一种叫做Glut3的糖转运蛋白。研究小组发现，在缺乏Glut1或Glut3转运体的老鼠身上，肿瘤的生长速度与在两者都有转运体的老鼠身上一样快。

然而，当他们对患有肺癌且同时缺乏Glut1和Glut3的老鼠进行基因工程时，他们发现这些老鼠长出的肿瘤更少，活得更久。通过使用一种被称为正电子发射断层扫描(PET)的成像技术和带有放射性标记的糖，研究小组证实肿瘤使用了较少的糖。肿瘤细胞也生长得更慢。

最后，他们删除了在实验室中生长的四种不同的人类肺癌细胞系中的Glut1和Glut3，这导致这些细胞生长得更慢。“这些实验表明，需要Glut1和Glut3一起促进肺癌的生长。”Contat说。

通过纳米级成像研究，该团队还发现，小鼠肺肿瘤细胞中大部分的糖源生物量聚集在称为板层小体的细胞腔中，而Glut1是这种燃料储存的必要物质。

瑞士实验癌症研究所的助理教授、资深作者Etienne Meylan说:“虽然还需要对这些肿瘤燃料储存室进行更多的研究，但我们的研究结果提出了一种新的治疗肺癌的方法，即关注饥饿肿瘤细胞的能量。”“特别是，同时阻断Glut1和Glut3的治疗将有助于阻止肺肿瘤的生长。”

癌症与糖

2017年，一项研究证实了癌症和糖之间的联系。来自达拉斯德克萨斯大学的科学家们发现，某些类型的癌症患者比其它癌症患者更喜欢吃甜食。

研究人员最初研究了非小细胞肺癌两种主要亚型——肺腺癌(ADC)和肺鳞状细胞癌(SqCC)）之间的代谢差异。大约四分之一的肺癌是SqCC，这种癌症很难用靶向疗法治疗。

利用了一个名为“癌症基因组图谱”的大型政府数据库，该数据库绘制了从1.1万多名患者收集的33种癌症的信息。

基于这些数据，他们发现肺鳞状细胞癌中负责将葡萄糖转运到细胞中的蛋白质的含量明显高于腺癌。这种蛋白质被称为GLUT1，它将葡萄糖吸收到细胞中，而葡萄糖在细胞中提供基本的能量来源，并为细胞的新陈代谢提供燃料。GLUT1对于正常的细胞功能，如构建细胞膜也是必要的。

在这项研究之前，人们认为这两种肺癌的代谢特征是相似的，但研究人员意识到它们是有很大区别的。从几个不同的实验角度进行了研究，结果一致表明，GLUT1在肺鳞癌中高度活跃，肺腺癌对糖的依赖性要小得多。

研究人员还研究了GLUT1抑制剂在分离的肺癌细胞和患有两种非小细胞肺癌的小鼠中的作用。当给患有肺癌的老鼠服用GLUT1抑制剂时，肺鳞癌减少了，但肺腺癌没有。此外，虽然没有完全根除，但肿瘤生长放缓了。

除了鳞状细胞肺癌，研究小组还发现，GLUT1水平在其它四种鳞状细胞癌中要高得多：头颈癌、食道癌和宫颈癌。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：

https://elifesciences.org/articles/53618

https://medicalxpress.com/news/2020-06-blocking-sugar-metabolism-lung-tumour.html