生酮饮食可能会促进癌细胞转移
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生酮饮食(KD)是一种高脂肪、低碳水化合物、适量蛋白质及其他营养元素的饮食方案。很多人通过生酮饮食来控制体重和降低血糖。近年来,生酮饮食作为一种潜在的癌症辅助治疗方法开始受到越来越多的关注。相关研究表明,生酮饮食可以通过限制肿瘤细胞糖酵解来阻止肿瘤生长[1],增加脂质过氧化从而引发癌细胞发生铁死亡[2]等。然而,这些研究主要集中在生酮饮食对原发性肿瘤的影响,对生酮饮食对癌症转移的影响还没有被完全了解。
最近,哥伦比亚大学的顾伟研究团队在《科学进展》杂志上发表了一份名为“通过调控BACH1介导的转录激活肿瘤转移的生酮饮食意外作用”的研究报告。研究表明,尽管生酮饮食可以抑制原发性肿瘤的生长,但可能会促使癌细胞转移,因此对癌症患者而言,采用生酮饮食存在一定的健康风险。
研究人员首先创建了乳腺癌小鼠模型,然后采用无碳水酮饮食,其中脂肪与蛋白质重量比为4.3:1。与正常饮食小鼠相比,采用生酮饮食的小鼠乳腺肿瘤的体积更小,血糖和胰岛素水平显著降低,血酮水平升高,并且原发性肿瘤的生长受到抑制。但令人惊讶的是,采用生酮饮食的小鼠肺部转移结节的数量明显增加。因此,研究结果表明生酮饮食对乳腺癌具有双重作用,一方面,它可以抑制乳腺肿瘤的生长,另一方面,它还可以增强乳腺癌细胞的转移能力。
研究人员对相关机制进行了进一步研究,发现BACH1与多种癌症的转移有关。因此,为了探究生酮饮食与BACH1之间的关系,他们创建了一种BACH1基因敲除小鼠模型。他们发现,通过敲除BACH1基因,乳腺癌细胞的转移能力显著降低,这表明生酮饮食诱导的癌细胞转移具有BACH1依赖性。
随后,研究人员在离体情况下模拟了葡萄糖限制和生酮饮食的情景。RNA序列分析发现,BACH1调节的促转移基因,如CEMIP等,在葡萄糖限制和生酮饮食的情况下表达上调。当敲除BACH1基因后,这种上调现象消失。使用BACH1抑制剂HPPE后,葡萄糖限制引起的CEMIP表达上调被有效抑制。上述结果证明,葡萄糖限制诱导的促转移基因表达取决于BACH1 基因调节。此外,研究人员通过过表达CEMIP发现,虽然CEMIP表达上调不影响细胞增殖,但却显著增强了癌细胞的迁移能力。
为了探索BACH1诱导的促转移基因在葡萄糖剥夺状态下的上调机制,研究人员进行了BACH1和ATF4相互作用的研究。结果表明,生酮饮食导致葡萄糖剥夺,从而增加了ATF4的水平。ATF4与BACH1直接相互作用,并被招募到促转移靶基因的启动子中,进而增强了BACH1在这些启动子上的DNA结合活性,最终促进了促转移基因的转录。
利用GEPIA2数据库分析发现,BACH1和CEMIP的mRNA水平与浸润性乳腺癌患者的总生存率呈现负相关,表明BACH1和CEMIP在浸润性乳腺癌方面具有潜在的预后价值。
本文研究了生酮饮食对乳腺肿瘤转移的影响,并指出其会促使癌细胞转移,同时揭示了其分子机制。考虑到其促进肿瘤转移的作用不仅局限于乳腺癌,研究者提醒癌症患者,生酮饮食存在潜在的健康风险,因此“生酮饮食可以抗癌”的说法仍需进一步检验。
2024-09-20
2024-09-20
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