葡萄糖代謝是腫瘤快速增殖的核心能量來源。基于這一機制,低碳水化合物飲食、“控糖抗癌”理念逐漸流行,甚至被視為延緩腫瘤進展的潛在策略。然而,腫瘤致死的根本原因在于遠處轉移,而非原位生長。限制葡萄糖是否可能在抑制腫瘤生長的同時,反促轉移?
近日,中山大學生命科學學院鄺棟明教授、魏瑗副教授團隊在
Cell期刊發表題為"
Glucose Restriction Shapes Pre-Metastatic Innate Immune Landscapes in Lung through Exosomal TRAIL"的研究成果。
該研究得出結論:低碳水飲食可以抑制原發性腫瘤生長,但同時會促進癌細胞肺轉移。
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臨床現象:糖代謝低≠好事?
術后轉移風險升高
團隊通過分析涵蓋15種腫瘤類型的大規模患者數據發現,原發腫瘤葡萄糖代謝活性較低的患者,術后兩年內復發風險顯著升高。尤其在肝癌患者中,術后發生肺轉移者的腫瘤組織糖代謝水平明顯低于未發生轉移者。這一現象在多種小鼠腫瘤模型中得到了進一步驗證。
研究團隊將帶瘤小鼠隨機分為3組,喂食對照組飼料(64%碳水,20%蛋白質,16%脂肪)、低碳水組飼料(40%碳水,34%蛋白質,26%脂肪)、高碳水組飼料(80%碳水,11%蛋白質,9%脂肪)。在繼續喂養14天后,處死小鼠并解剖取出肺組織及原發腫瘤,病理切片確定是否存在轉移瘤及原發腫瘤情況。
結果顯示,低碳水飼料組小鼠原發腫瘤生長相對緩慢,但相對出現肺部轉移顯著增多;高碳水飼料組原發腫瘤大小生長顯著更快。由此團隊進一步得出結論:低碳水飲食會抑制癌細胞生長,但會促進癌細胞肺轉移,高碳水飲食會促進腫瘤生長。
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機制揭秘:外泌體-巨噬細胞-NK細胞免疫軸的跨細胞調控
機制研究顯示,葡萄糖剝奪誘導腫瘤細胞發生內質網應激反應,激活泛素連接酶HRD1介導TRAIL的K63泛素化,并通過ESCRT復合體將其包裝入外泌體中。釋放至循環的外泌體-TRAIL在肺部促使PVR?巨噬細胞富集與極化,通過PVR–TIGIT信號軸耗竭NK細胞功能,削弱肺部先天免疫監視,從而建立有利于腫瘤定植的“轉移前生態位”。
值得注意的是,該研究明確指出:阻斷TIGIT不僅能阻斷葡萄糖限制誘導的轉移,還能進一步抑制原發瘤進展。
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轉化應用:外泌體TRAIL為肺轉移風險預測提供新工具
研究還發現,肝癌患者血漿中外泌體攜帶的TRAIL水平,在預測術后肺轉移風險方面展現出卓越性能,其敏感性和特異性均顯著優于傳統的甲胎蛋白(AFP)標志物及腫瘤體積等指標。
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研究意義與免疫學啟示
該研究從腫瘤代謝應激出發,揭示了代謝狀態改變可通過外泌體介導的固有免疫細胞功能重塑,在轉移前階段驅動遠端免疫生態位的建立,建立了代謝–免疫–轉移之間的因果鏈條。相關發現不僅豐富了對腫瘤轉移機制的理解,也為代謝-免疫聯合調控策略提供了理論依據。
對免疫學領域而言,該研究強調了巨噬細胞-NK細胞互作軸在肺轉移前免疫塑形中的關鍵作用,也提示免疫檢查點分子如TIGIT在代謝相關轉移背景下具有重要干預價值。
參考來源
中山大學生命科學學院《葡萄糖限制反促肺轉移?我院鄺棟明/魏瑗團隊揭示葡萄糖限制誘導肺部促轉移免疫環境新機制》
https://mp.weixin.qq.com/s/A3lvmYknMzmPuYR5dxcszQ
BioArt《Cell | “控糖”養生竟促轉移?鄺棟明/魏瑗團隊揭示葡萄糖剝奪誘導肺部促轉移免疫環境新機制》
https://mp.weixin.qq.com/s/0PiETGyq-nmVYvCV8_R72g
生物世界《中山大學發表最新Cell論文:低碳水飲食是把雙刃劍,抑制腫瘤生長,但促進腫瘤轉移》
https://mp.weixin.qq.com/s/EN6ui4sFLXByRdA53zSAdA
丁香科研《低碳水飲食又翻車了?中國團隊Cell正刊:促進腫瘤轉移》
https://mp.weixin.qq.com/s/9j0M2PqHajcimsCGQUfCzQ
中山大學《想“餓死”腫瘤反而導致轉移?Cell刊發中山大學腫瘤糖代謝與肺轉移突破研究》
https://mp.weixin.qq.com/s/kG1TZpj_xJ8emnwFlyeeaA
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