治療疾病,光靠藥物是不夠的,採取合適的飲食和鍛鍊方法,也能夠產生1+1>2的效果。
比如說那些限制了卡路里攝入、能夠引起機體類似禁食的代謝變化的飲食(模擬禁食飲食),以及高脂肪低碳水化合物的生酮飲食,已經在實驗中表現出了延緩癌症生長、提高抗癌藥物表現的作用[1-2]。
但是要癌症患者去遵照這些飲食方案可有點難了,畢竟對患者來說,保持均衡且充足的營養是非常重要的,這些飲食方案帶來的減重效果對治療並沒有啥好處。
如果我們能夠搞清楚飲食助力抗癌的背後機制,就能夠更準確地找到新的抗癌思路。
本週,《自然》雜誌發表了來自麻省理工學院和達納-法伯癌症研究所科研團隊的最新研究。科學家們發現,與我們之前所想的不同,熱量限制(CR)對腫瘤生長的抑制並非是由於血糖水平的降低,而是由於脂質、尤其是不飽和脂肪酸的不足[3]。
一方面,CR限制了脂肪酸的來源;另一方面,CR還抑制了不飽和脂肪酸合成酶的活性。最終導致飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的比例失衡,並抑制腫瘤的生長。
其實無論是熱量限制飲食還是生酮飲食,之前研究者們都認為,它們主要透過降低血糖和胰島素水平來抑制腫瘤生長。不過營養元素簡單一分也有碳水化合物、脂肪、蛋白質三種,其他的代謝物是否也有作用呢?
研究者們在胰腺癌和非小細胞肺癌兩種小鼠模型中進行了實驗。熱量限制飲食(CR)透過減少碳水化合物攝入“剋扣”了40%的熱量;生酮飲食(KD)的熱量正常,但營養組成為90%脂肪、9%蛋白質和1%碳水化合物。
這兩種飲食方式都能降低血糖。葡萄糖是癌細胞賴以生存的基礎,所以理論上來說,限制葡萄糖應當能夠具有一定的抗癌效果[4]。
出乎意料的是,兩種飲食中只有CR組表現出了抑制腫瘤生長的作用!
看來糖並不是關鍵。
CR和KD都能降低血糖,但只有CR表現出了抑制腫瘤生長的作用
研究者又分析了其他的一系列代謝物,發現CR和KD對脂肪酸水平的影響非常不同。在KD小鼠中,多數脂肪酸水平增加,但是CR小鼠中幾乎所有脂肪酸水平都降低了。
那麼是缺脂肪酸讓癌細胞餓肚子了嗎?
好像也不是。當研究者們在只有很少脂肪酸的貧脂培養基中培養了多種癌細胞,發現它們雖然生長變慢了一些,但是仍舊還是可以逐漸生長壯大的。
不過有趣的是,研究者發現了一個奇怪的現象,貧脂培養基中16:1單不飽和脂肪酸的水平明顯升高了。
於是研究者們立刻想到了一種酶,硬脂醯輔酶A去飽和酶(SCD),它能夠將16:0/18:0飽和脂肪酸合成為16:1/18:1單不飽和脂肪酸。
果不其然,當使用藥物抑制SCD的功能,貧脂培養基裡的癌細胞們果然就沒法再繼續順利增殖,部分癌細胞系甚至很快就死亡了。
後續對不同脂肪酸比例的分析結果更是顯示,抑制SCD給癌細胞帶來的毒性,很有可能是來源於單不飽和脂肪酸的減少或飽和脂肪酸的增加。簡而言之,就是不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸比例之間的失衡。
研究者還嘗試給小鼠移植了表達SCD的腫瘤,發現這一定程度上能夠對抗CR帶來的抗癌效果。
SCD的表達受胰島素訊號調控[5]。現在我們差不多能搞清楚是怎麼回事兒了——
CR和KD都能夠透過降低胰島素水平降低SCD的活性,同時CR會導致癌細胞缺乏不飽和脂肪酸,兩者作用相結合實現了對腫瘤生長的抑制。
研究者們還在護士健康研究(NHS)和健康專業人員隨訪研究(HPFS)兩個大型佇列中嘗試尋找對應的證據。在1165名胰腺癌患者中,低碳水化合物、高脂肪、高蛋白的飲食模式與更長的生存時間有關,而且在以植物為主的飲食方案中,關聯性更強。
想想也有些道理,植物脂肪比動物脂肪含有更多的不飽和脂肪酸[6]。
倒也是沒想到,熱量限制飲食的抗癌關鍵竟然在“缺油”。看來我們對人體的認識實在是不能想當然呀。
參考資料:
[1] de Groot, S. et al. Nature Commun. 11, 3083 (2020).
[2] Zahra, A. et al. Radiat. Res. 187, 743–754 (2017).
[3] https://www.nature.com/articles/s41586-021-04049-2
[4] Nencioni, A., Caffa, I., Cortellino, S. & Longo, V. D. Nature Rev. Cancer 18, 707–719 (2018).
[5] Mauvoisin, D. & Mounier, C. Hormonal and nutritional regulation of SCD1 gene expression. Biochimie 93, 78–86 (2011).
[6] Coulston, A. M. The role of dietary fats in plant-based diets. Am. J. Clin. Nutr. 70, 512S–515S (1999).