癌癥|《自然》:務必讓腫瘤遠離棕櫚酸!科學家發現棕櫚酸能夠通過表觀遺傳學機制促進腫瘤轉移,且可以長期維持丨科學大發現

癌癥的轉移和擴散是癌癥患者死亡的主要原因 。 癌細胞從哪里學的轉移技能?可能的因素多種多樣 , 其中也包括生活方式 。
已經有很多臨床前研究發現 , 高脂飲食會促進癌癥的發生 , 也與部分癌癥的高侵襲性有關 ,脂肪酸的攝取和代謝更是癌癥進展的關鍵環節 。 其實從機制上來說 ,脂肪酸能與很多與癌癥發生、化療耐藥和轉移的蛋白(比如CD36)產生互作 , 那就不由得讓人懷疑 , 膳食脂肪酸或許對癌癥轉移有直接的影響 。
今日 , 《自然》雜志發表了來自西班牙生物醫學研究所(IRB)科研團隊的最新成果[1] 。 研究者們發現 ,棕櫚酸(PA)能夠通過施萬細胞幫助癌細胞“點亮”轉移“技能卡” , 而且癌細胞的轉移能力可以在沒有棕櫚酸之后繼續長期維持 , 可謂“一次學習、終生包會”了 。

癌癥|《自然》:務必讓腫瘤遠離棕櫚酸!科學家發現棕櫚酸能夠通過表觀遺傳學機制促進腫瘤轉移,且可以長期維持丨科學大發現
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為了搞清楚脂肪酸是否會對癌細胞的轉移能力產生影響 , 研究者們分別使用棕櫚酸、油酸(OA)和亞油酸(LA)培養人口腔鱗癌細胞(OSCC)4天 , 并隨后將癌細胞接種到小鼠體內 。研究中棕櫚酸的濃度為300μM , 在人類血清生理濃度范圍內 , 而油酸和亞油酸為了避免生物毒性 , 使用的是50μM 。
三種脂肪酸并不會影響原發癌的生長 ,但是棕櫚酸顯著增加了轉移灶數量和大小 , 并且誘導了細胞表面CD36的表達 , 相對的油酸組和亞油酸組就沒什么影響 。
有意思的是 ,這種促進轉移的作用 , 居然并不需要長期持續供應棕櫚酸 。 研究者們將棕櫚酸培養過的OSCC放在標準培養基中14天后再接種給小鼠 , 此時CD36的表達已經恢復到正常水平 , 但癌細胞仍舊具有更強的轉移能力 。

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棕櫚酸促轉移效果不需持續供給(PA/OA)
不得不說棕櫚酸的效果太強勁了 , 研究者們在一組特殊的低CD36表達的細胞中重復了實驗 , 驚訝地發現這種之前被認為不會轉移的細胞竟然也具備轉移能力 。
研究者也嘗試了直接給小鼠喂食脂肪酸 。 在接種OSCC出現原發腫瘤后 , 研究者給小鼠喂食富含棕櫚油(棕櫚酸)的鼠糧或富含橄欖油(油酸)的鼠糧抑或標準食物 。 隨后原發腫瘤被移植給喂養標準食物的次級小鼠 。
實驗結果可見 ,來自棕櫚油喂養小鼠的癌細胞轉移性更強 。

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來自喂食棕櫚酸(PA)小鼠的腫瘤轉移性更強
這些癌細胞發生了什么?
研究者對棕櫚油培養的癌細胞做了一套組蛋白標記的全基因組分析 ,發現了復雜的表觀遺傳學變化 , 主要是由新生的H3K4me3和H3K9me3導致的 。 對這些受影響的基因功能進行分析 , 竟然發現了許多與神經發生和重塑有關的基因 。
對棕櫚油培養的腫瘤基質的基因表達分析也發現 ,差異比較大的基因主要與細胞外基質組織、神經發生、神經支配、神經發育和膠質細胞再生有關 。
在口腔癌、前列腺癌、乳腺癌、胰腺癌等癌種中 , 周圍神經侵犯、腫瘤神經支配是預后不良的強預測因子 。 看來 , 癌細胞的轉移能力也和神經有莫大的關聯 。
最終 , 研究者們鎖定了 施萬細胞(Schwann cell) 。 腫瘤相關施萬細胞會分泌細胞外基質蛋白 , 組成神經元周圍網絡(perineuronal net) , 為神經保護和再生提供土壤 。當研究者使用細菌軟骨素酶chABC消融施萬細胞來源的細胞外基質成分 , 棕櫚酸誘導的癌細胞轉移能力增加就消失了 。