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科學家與癌症的戰爭
自古以來,人類就一直飽受癌症威脅,雖然科學家想出無數對付癌細胞的治療方法,餓死它就是其中之一,但始終贏不了這場戰爭。加州大學舊金山分校(UCSF)這次採用有別於以往的方法,也許會有不同的結果。
這篇論文,於2025年2月4日刊登在《Nature Biotechnology》(自然生物技術)期刊。論文通訊作者,UCSF人類遺傳學研究所所長暨生物工程與治療科學系教授Nadav Ahituv表示,我們常透過抽脂手術去除多餘的脂肪,並經由整形手術將其移植回體內;因此,這些脂肪細胞可以在實驗室輕鬆操作,並安全植回體內,成為細胞治療癌症等疾病一個具有吸引力的方式。
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米色脂肪細胞:出其不意的抗癌奇兵
脂肪細胞可分白色、米色和棕色脂肪細胞三種。一般來講,白色脂肪細胞會儲存能量,米色和棕色脂肪細胞則會燃燒能量。傳統棕色脂肪細胞來自於產生肌肉細胞的幹細胞,而米色脂肪細胞則來自於產生白色脂肪的前驅細胞,各有不同。
Nadav Ahituv領導的研究團隊利用CRISPR基因編輯技術,把負責儲存能量的白色脂肪細胞改造成會燃燒能量的「米色」脂肪細胞(beige fat cells),它們就會貪婪地消耗能量來產生熱能。
接下來,他們把這些米色脂肪細胞植入腫瘤組織附近,這些經過特殊改造的脂肪細胞會吃掉所有的營養物質,導致大多數癌細胞因得不到營養而死亡。
論文第一作者、當時協助Nadav Ahituv的博士後研究員Hai Nguyen利用CRISPR技術,活化白色脂肪細胞中處於休眠狀態、但在棕色脂肪細胞中活躍的基因,最後找到能夠把白色脂肪細胞轉化為最飢餓狀態米色脂肪細胞的UCP1基因。
Hai Nguyen接著在培養皿中,培養帶有UCP1基因的米色脂肪細胞以及癌細胞,其中癌細胞放在底層,上面再放經過特殊改造的米色脂肪細胞,中間雖有隔間將兩者隔開,卻也迫使這兩種不同細胞共享營養,研究結果讓他們大為震驚。
Nadav Ahituv回憶說,他們第一次實驗發現只有很少數癌細胞能夠存活下來,研究團隊的所有成員都認為是他們把事情搞砸了,他們深信那只是一個錯誤。於是他們又重複做了幾次實驗,赫然發現結果都一樣,這才相信經過改造的米色脂肪細胞確實有「餓死」癌細胞的能力。
這個結果,其實來自一個偶然發現。Nadav Ahituv和Hai Nguyen注意到曾有研究結果顯示,接觸寒冷會抑制小鼠的腫瘤組織,一項實驗甚至顯示寒冷有助於非何杰金氏淋巴癌患者,科學家因而認為癌細胞之所以會挨餓,是因為寒冷活化了棕色脂肪細胞,而這些細胞會利用營養物質產生熱量,進一步讓癌細胞找不到東西吃。
然而,對身體狀況較差的癌症患者來說,寒冷療法並不是可行的選擇,因此他們才開始考慮改用米色脂肪細胞,並希望這些脂肪細胞在經過改造後,就算在不是寒冷的環境下,也能燃燒足夠的能量,進而讓癌細胞得不到所需的營養而死亡。
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讓癌細胞挨餓策略,在小鼠實驗中獲得成果
為了證實米色脂肪細胞在更符合現實的環境中也能發揮同樣效果,他們利用培養皿中生長的連貫細胞團,把米色脂肪細胞植入到小鼠的腫瘤旁邊,結果發現這個方法對乳癌、胰臟癌和攝護腺癌的癌細胞都有效。
這是因為研究團隊知道,不同癌症都有其偏好的食物,比如某些形式的胰臟癌在缺少葡萄糖時會依賴尿苷(uridine),因此他們改造脂肪細胞,使其只吃尿苷,因而輕鬆打敗了胰臟癌細胞。
他們同時發現,植入的米色脂肪細胞非常強大,它們可以抑制遺傳上容易罹患癌症的小鼠體內的胰臟癌和乳癌,就算米色脂肪細胞植入遠離乳癌細胞的地方,也可發揮作用。
Nadav Ahituv樂觀認為,這些脂肪細胞除了可以對付癌細胞外,還可以被設計來感知血液中的葡萄糖,並釋放胰島素,也許有機會用來治療糖尿病;或是可吸收鐵,用來治療鐵過量的血色素沉著症等疾病,再次顯示這些脂肪細胞具有無窮的治療潛力。
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- 關鍵字:癌症、米色脂肪細胞、餓死癌細胞、UCP1