癌症对远端组织有连锁反应

一项关于斑马鱼的新研究表明，一种致命的皮肤癌——黑素瘤——会改变身体其他部位健康组织的新陈代谢。圣路易斯华盛顿大学的这项研究表明，这些其他组织可能被用于帮助治疗癌症。

肿瘤的生长依赖于不断供应的营养物质。其他组织可以重新规划它们的新陈代谢，使之互补，而不是与肿瘤争夺营养。在某些情况下，这甚至可以让健康组织喂养肿瘤Gary Patti说，他是华盛顿大学艺术与科学化学的Michael and Tana Powell教授，也是医学院的化学和医学教授。

帕蒂是5月13日发表在《科学》杂志上的这项研究的通讯作者细胞代谢．

癌症消耗大量的葡萄糖，是体内细胞能量的主要来源。葡萄糖,或血糖，来源于食物，进食后通过血液运输到全身。肿瘤积极地吸收葡萄糖作为支持其快速生长的燃料。

这一特性是如此的广为人知，以至于医生经常将其用作癌症的诊断测试，患者被注射一种特定形式的葡萄糖，可以用PET扫描来监测。目前尚不清楚的是，肿瘤对葡萄糖的偏好如何影响其他组织。

“血糖水平受到严格控制，”帕蒂说。“当血糖水平太低，很危险。我们想知道一个嗜葡萄糖的肿瘤是否会影响血液中的葡萄糖水平。”

即使健康人长时间不吃东西，血糖水平也会保持相对稳定。这是因为当葡萄糖不能直接从食物中获得时，肝脏可以制造葡萄糖。

“如原因如下，肝脏通过合成葡萄糖对肿瘤的影响进行计数，”Patti表示。“与快速发生的事情非常相似。”

处理斑马鱼，帕蒂和包括医学院(School of Medicine)其他研究人员在内的合作者开发了一种研究黑素瘤对人体不同组织影响的新方法，这种方法使用了一种称为代谢组学的技术。

科学家们给斑马鱼喂食带有同位素标签的特殊营养物质。这些标签让科学家可以追踪营养物质的去向以及它们被分解成什么样的分子。他们发现，肿瘤排出的一种分子被肝脏吸收，形成葡萄糖。

通过将代谢组学应用于斑马鱼个体，科学家们观察到，体内的黑色素瘤组织消耗的葡萄糖大约是他们测量的其他组织的15倍。尽管有这样的负担，斑马鱼仍然能够维持循环中的葡萄糖水平，显然是通过一个通常不吃东西就会触发的过程在肝脏中产生葡萄糖。

但很明显，其他健康的组织也会在很多方面受到黑色素瘤的影响。

科学家们检查了斑马鱼的肝脏、肠道、鳍、肌肉、大脑、血液和眼睛的组织。他们观察到大部分组织的代谢失调——这表明黑素瘤广泛影响了整个身体的代谢。

“黑色素瘤和其他组织之间存在明显的代谢串扰，”Patti说。“黑色素瘤和肝脏之间的代谢关系部分地以癌细胞中的BCAT1称为BCAT1的基因。BCAT1从基本上被关断在健康的皮肤细胞中，以在斑马皮黑色素瘤中高度表达。通过看黑素瘤从人类患者在美国，我们能够确认人类也存在同样的模式。”

以前对癌症的很多研究都集中在肿瘤本身的代谢上。

“我们的工作表明，肿瘤之外也发生了很多有趣的代谢变化，”帕蒂说。“我们已经证明，至少在某些情况下，这些非恶性组织的代谢变化发生来支持肿瘤。这是令人兴奋的，因为这意味着我们可能能够针对健康组织的新陈代谢作为一种潜在的治疗方法癌症．"

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