揭秘肥胖與癌癥的“壞勾當”!多余脂肪竟幫癌細胞“抑制”免疫細胞,加速腫瘤生長
肥胖危害巨大,不可輕視
肥胖會導致種種嚴重的健康后果,比如心血管疾。ㄖ饕切呐K病和中風)、二型糖尿病、骨關節(jié)炎等肌肉骨胳疾患和一些癌癥(子宮內膜癌、乳腺癌和結腸癌),這些病癥會使得肥胖人群患上嚴重殘疾,甚至過早死亡。
來自世界衛(wèi)生組織(WHO)的數據顯示,自 1975 年以來,世界肥胖人數已增長近 3 倍;2016 年,18 歲及以上的成年人中逾 19 億人超重,其中超過 6.5 億人肥胖,超過 3.4 億名 5-19 歲兒童和青少年超重或肥胖,5-19 歲兒童和青少年的超重和肥胖流行率從 1975 年的僅 4% 大幅上升到 2016 年的 18% 以上,其中男孩和女孩中的上升情況類似,有 18% 的女孩和 19% 歲的男孩超重;在世界多數國家內,死于超重和肥胖的人數大于死于體重不足的人數;2019 年,5 歲以下兒童超重或肥胖的人數達到了 3800 萬左右,近半數生活在亞洲。
同日,另一項來自英國拉夫堡大學湯姆·諾里斯(Tom Norris)博士及其合作者的研究,也揭露了肥胖對我們身體健康的危害。
研究人員分析了來自 20746 名 10-40 歲被調查對象的身體質量指數(BMI)以及心血管代謝疾病風險因素。
結果顯示,肥胖的持續(xù)時間越長,與心血管代謝疾病風險因素(血壓、血糖和膽固醇等)有關的數值就越糟糕,尤其是糖化血紅蛋白(一種用于糖尿病診斷測試的指標)。與沒有肥胖史的人相比,具有 5 年以下肥胖史的人,糖化血紅蛋白數值要高出 5%,而對于那些有著 20-30 年肥胖史的人來說,這一數字更是達到了驚人的 20%。
可見,肥胖的危害遠遠超出我們的想象。
近年來,隨著與肥胖有關的癌癥發(fā)病率持續(xù)上升,研究并發(fā)掘肥胖與癌癥之間的關系,對于未來癌癥的預防和治療研究至關重要。
一直以來,肥胖被視為誘發(fā)癌癥的主要危險因素,以往關于肥胖和癌癥的研究主要集中在腫瘤內在效應或內分泌腫瘤細胞調節(jié)軸上,但機體代謝差異如何改變腫瘤微環(huán)境和影響抗腫瘤免疫尚不清楚。
揭開肥胖與癌癥的“勾當”
在此項工作中,研究人員為揭示肥胖對患有不同類型癌癥(肺癌、乳腺癌、結直腸癌、和黑色素瘤等)小鼠的影響,分別為不同組的小鼠提供高脂肪飲食(high-fat diet,HFD)和對照飲食(control diet,CD),其中高脂肪飲食可導致小鼠出現(xiàn)肥胖癥狀和其它與肥胖相關的變化,并觀察了腫瘤微環(huán)境(包括腫瘤內部及其周圍環(huán)境)的不同細胞類型和分子。
結果顯示,高脂肪飲食誘導的肥胖會損害小鼠腫瘤微環(huán)境中 CD8+ T 細胞的功能,加速腫瘤的生長,阻斷這種與脂肪相關的代謝重新“設計”可以顯著降低被動接受高脂肪飲食的小鼠體內的腫瘤體積,提高抗腫瘤免疫能力。
圖|高脂肪飲食抑制了腫瘤內 CD8+ T 細胞的增殖和活性。A. 實驗設置示意圖,小鼠結腸癌模型 MC38;B-L. 流式細胞術分析(用于對懸浮于流體中的微小顆粒進行計數和分選)分析結果;M、N. 量化腫瘤中 CD8+ 腫瘤浸潤淋巴細胞(CD8+ TILs)的 GZMB 表達。
論文作者之一、哈佛醫(yī)學院比較病理學“George Fabyan”教授、Blavatnik 研究所免疫學系主任 Arlene Sharpe 表示,盡管癌癥免疫療法對患者的生活產生了巨大的影響,但并不是每個人都能從中受益。
“我們現(xiàn)在知道,T 細胞和癌細胞之間有一場新陳代謝的拉鋸戰(zhàn)(metabolic tug-of-war),究竟誰輸誰贏,會隨著機體的肥胖程度而變化。我們的研究為探索這種相互作用提供了一個路線圖,從而幫助我們以新的方式思考癌癥免疫療法和聯(lián)合療法!
由于此前對人類癌癥的分析揭示了 CD8 + T 細胞標志物的類似轉錄變化,因此未來有望開發(fā)出一種利用新陳代謝來改善癌癥免疫療法的干預措施。
此外,研究人員還發(fā)現(xiàn),與正常飲食的動物相比,高脂肪飲食的動物腫瘤生長得更快,但這只是發(fā)生在具有免疫原性的腫瘤中,這些腫瘤可能含有大量免疫細胞,更容易被免疫系統(tǒng)識別,更有可能引發(fā)免疫反應。實驗表明,與飲食相關的腫瘤生長差異特別依賴于 CD8+ T 細胞的活性。但是,如果在實驗中消除小鼠體內的 CD8+ T 細胞后,飲食就對腫瘤生長沒有影響。
更令人驚訝的是,高脂肪飲食只是減少了腫瘤微環(huán)境中 CD8+ T 細胞的數量,而機體其他部位的 CD8+ T 細胞數量卻并沒有減少。
而且,那些殘留在腫瘤微環(huán)境中的 CD8+ T 細胞,盡管它們的活性明顯降低了很多,但當這些細胞被分離出來,并在實驗室中生長時,它們會重新具有正常的活性。這就表明,是腫瘤中的某些東西損害了 CD8+ T 細胞的功能。
研究人員還發(fā)現(xiàn)了一個非常明顯的矛盾:在肥胖動物體內,盡管其他部位依然富含脂肪,但腫瘤微環(huán)境中關鍵的游離脂肪酸(細胞的主要燃料來源)卻已被耗盡。
這些“線索”促使研究人員繪制出了一份腫瘤中不同細胞類型在正常和高脂肪飲食條件下的代謝圖譜(metabolic atlas)。
分析顯示,癌細胞會針對機體脂肪含量的變化做出反應。在高脂肪飲食下,為增加脂肪的攝取和利用,癌細胞會重新“設計”代謝功能,但 CD8+ T 細胞卻不能,這就導致腫瘤微環(huán)境中的某些脂肪酸被耗盡,T 細胞因為缺乏這種必需的燃料而活性降低。
論文作者之一、Haigis 實驗室的博士后 Alison Ringel 表示,脂肪酸這種“矛盾”式的消耗是這項研究最令人驚訝的發(fā)現(xiàn)之一!胺逝趾腿硇玛惔x可以改變腫瘤中不同細胞利用燃料的方式,這是一個非常令人興奮的發(fā)現(xiàn),我們的代謝圖譜允許我們解剖和更好地了解這些過程!

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