低蛋氨酸飲食可抑製小鼠腫瘤,增強放化療效果
2019年08月03日09:59

  來源:奇點網

  雖說網上流傳的種種抗癌飲食大多是偽科學,但一些腫瘤,比如結直腸癌,確實跟飲食有很大關係。而一些特定的飲食,像生酮飲食、低蛋白飲食等等,也可能對腫瘤的治療有一定的幫助。

  不久前,奇點糕介紹了腫瘤幹細胞對蛋氨酸的需求。或許,限製飲食中的蛋氨酸也能起到抗癌的效果。

  近日,杜克大學的高霞和Jason Locasale等研究證實,限製蛋氨酸的飲食可以改變小鼠代謝,抑製小鼠腫瘤生長,還能與放療和5-氟尿嘧啶的化療產生協同作用,增強放化療效果。而且,人類在低蛋氨酸飲食下也可產生相似的代謝變化,低蛋氨酸飲食也可以很容易的通過純素食或者部分地中海飲食實現。這一研究發表在Nature上[1]。

蛋氨酸(來自feednavigator.com)
蛋氨酸(來自feednavigator.com)

  蛋氨酸也叫甲硫氨酸,是人體的一種必需氨基酸,必須要從食物中獲得。除了參與蛋白質的合成,蛋氨酸還是一碳代謝中十分關鍵的一環,核苷酸等等的甲基化離不了它[2],十分需要甲基化的腫瘤自然也不能缺了蛋氨酸。

  而且,血液中的蛋氨酸水平與飲食關係很大[3],可以比較容易的通過飲食控製。低蛋氨酸的飲食還顯示出具有改善代謝健康[4,5],延長壽命[6]的作用。

  或許,控製飲食中蛋氨酸的攝入,會有助於對癌症的控製和治療!

富含蛋氨酸的食物(來自stylishwalks.com)
富含蛋氨酸的食物(來自stylishwalks.com)

  研究人員在小鼠中進行了試驗。他們專門配製了低蛋氨酸的鼠糧,含有0.12%的蛋氨酸,大約是正常鼠糧的14%。吃了2天的低蛋氨酸鼠糧後,小鼠體內蛋氨酸相關代謝物水平明顯下降,並在低蛋氨酸飲食期間保持穩定。

  在植入了結直腸癌的小鼠中,研究人員發現,吃低蛋氨酸鼠糧的小鼠身上的腫瘤生長被抑製了。而且,這些小鼠肝臟、血液和腫瘤中,蛋氨酸相關的代謝物水平都出現了變化,同時限製了蛋氨酸攝入後小鼠的攝食量沒什麼變化。

  低蛋氨酸飲食對腫瘤的抑製不是因為熱量攝入減少,至少部分是低蛋氨酸循環水平的功勞!

蛋氨酸相關代謝通路
蛋氨酸相關代謝通路

  常用的腫瘤治療方法中,5-氟尿嘧啶(5-FU)和放療也都和單碳代謝有關,或許它們可以和限製蛋氨酸飲食產生協同作用。

  研究人員給小鼠注射了極低劑量的5-FU,不足以對腫瘤生長產生影響。不過加上了低蛋氨酸飲食後,小鼠身上的腫瘤被明顯抑製了。

  在肝臟、血液和腫瘤中,5-FU和低蛋氨酸飲食的聯合治療對各種代謝物產生了廣泛的影響,尤其是核苷酸代謝和氧化還原狀態。其中,肝臟里各種代謝物的變化和血液里的變化高度相關,但腫瘤中代謝物的變化就要複雜多了。

  低蛋氨酸飲食聯合5-FU的治療可能對腫瘤有著獨特的影響。

  進一步研究發現,補充核苷酸或者抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸(NAC),可以部分的解除低蛋氨酸飲食聯合5-FU對腫瘤的抑製作用。同位素示蹤試驗也證實,低蛋氨酸飲食增強了5-FU對核苷酸代謝的干擾。

低蛋氨酸飲食聯合5-FU顯著延緩了腫瘤的生長
低蛋氨酸飲食聯合5-FU顯著延緩了腫瘤的生長

  而對於另一種本來耐受輻射的軟組織肉瘤,低蛋氨酸飲食也大大增加了腫瘤對放療的敏感性,讓腫瘤長大3倍所需的時間延長了52%,與放療增敏劑的效果相當。這也與低蛋氨酸飲食造成的核苷酸代謝和氧化還原紊亂有關。

  小鼠試驗畢竟是小鼠,和人體還是有著一定的差距。接下來,研究人員又在6位健康的誌願者上進行了試驗,觀察了低蛋氨酸飲食對他們的影響。

  這6位誌願者吃了3周的低蛋氨酸飲食,平均每天每kg體重攝入2.92mg的蛋氨酸,相比日常攝入量減少了83.3%。

  低蛋氨酸飲食下,誌願者們血液中的蛋氨酸水平降低,蛋氨酸相關代謝、核苷酸代謝、三羧酸循環、氨基酸代謝都有所改變,尤其是全身出現了抗氧化劑NAC和穀胱甘肽水平的下降,與小鼠中的情況十分相似。

低蛋氨酸飲食對主要代謝物的影響
低蛋氨酸飲食對主要代謝物的影響

  相比於會對人體產生明顯傷害的無蛋氨酸飲食[8],這樣的低蛋氨酸飲食的耐受性無疑好了很多。而且,每天每kg體重2.92mg的限製,可以很容易的通過純素食或者一些地中海飲食食譜達到,可以說是十分的方便了。

  論文通訊作者Locasale表示:“這是一個非常令人興奮的領域…我們看到飲食對人類健康有著巨大的影響。”他希望在將來,醫生可以讓腫瘤患者遵循特定飲食建議來輔助腫瘤的治療。

  參考文獻:

  1。 GAO X, SANDERSON S M, DAI Z, et al。 Dietary methionine influences therapy in mouse cancer models and alters human metabolism[J]。 Nature, 2019。

  2。 Gao X, Reid M A, Kong M, et al。 Metabolic interactions with cancer epigenetics[J]。 Molecular aspects of medicine, 2017, 54: 50-57。

  3。 Mentch S J, Mehrmohamadi M, Huang L, et al。 Histone methylation dynamics and gene regulation occur through the sensing of one-carbon metabolism[J]。 Cell metabolism, 2015, 22(5): 861-873。

  4。 Malloy V L, Perrone C E, Mattocks D A L, et al。 Methionine restriction prevents the progression of hepatic steatosis in leptin-deficient obese mice[J]。 Metabolism, 2013, 62(11): 1651-1661。

  5。 Malloy V L, Krajcik R A, Bailey S J, et al。 Methionine restriction decreases visceral fat mass and preserves insulin action in aging male Fischer 344 rats independent of energy restriction[J]。 Aging cell, 2006, 5(4): 305-314。

  6。 Orentreich N, Matias J R, DeFelice A, et al。 Low methionine ingestion by rats extends life span[J]。 The Journal of nutrition, 1993, 123(2): 269-274。

  7。 Moding E J, Castle K D, Perez B A, et al。 Tumor cells, but not endothelial cells, mediate eradication of primary sarcomas by stereotactic body radiation therapy[J]。 Science translational medicine, 2015, 7(278): 278ra34-278ra34。

  8。 Durando X, Thivat E, Farges M C, et al。 Optimal methionine-free diet duration for nitrourea treatment: a Phase I clinical trial[J]。 Nutrition and cancer, 2007, 60(1): 23-30。

  本文作者 | 孔劭凡

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