吃点“糖”，肿瘤就停止生长了？听起来不可思议，但科学家们已经在小鼠中证实了这一点。相关成果还发表在了国际顶级期刊Nature杂志上。
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人体内，几乎每个细胞都需要依靠一种叫做葡萄糖的糖分子来“供能”。由于癌细胞生长和繁殖迅速，因此需要更多的能量，也就是说，它们更依赖于葡萄糖。
那么，如果葡萄糖不足时，癌细胞会发生怎样的变化呢？这是很多科学家好奇的问题。
尽管一些研究发现，限制葡萄糖能够阻止癌细胞生长，但研究者们始终没有找到一种方法，能够在不“饿着”健康细胞的前提下，通过限制葡萄糖来阻止癌症发展。
幸运的是，人体能够使用的糖并不是只有葡萄糖一种。来自英国CancerResearchUKBeatson研究所的科学家们一直在调查不同类型的糖是如何影响癌细胞的。
11月21日，最新发表在Nature杂志上的一项研究中，由KevinRyan教授带领的团队揭示了一种叫做“甘露糖”的分子是如何干扰癌细胞能量供应的。
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01
阻止肿瘤生长
甘露糖与葡萄糖属于同一个家族，有着相似的分子结构。因此，Ryan教授等想要知道，当给实验室中生长的细胞提供甘露糖时，它们会发生什么。
通过研究不同类型癌细胞的内部工作机制，他们发现，甘露糖并不会阻止细胞吸收葡萄糖，但确实会阻止癌细胞生长。
基于此，科学家们推测，甘露糖可能会干扰癌细胞分解葡萄糖的方式，从而“拖延”它们的生长。
接着，研究人员调查了给癌症小鼠喂食甘露糖会有怎样的影响。结果发现，当给患癌小鼠每周喂食3次甘露糖补充剂后，胰腺癌、皮肤癌和肺癌都停止生长了。此外，喂食甘露糖补充剂似乎对小鼠的健康细胞没有影响。
Pancreaticcancercells.LFIEMUnit.
02
提高化疗疗效
除了用甘露糖单独治疗，该研究还发现，当与化疗一起使用时，甘露糖可促进癌细胞死亡。
接受“甘露糖+化疗”联合治疗的小鼠要比“不接受治疗”或“接受化疗或甘露糖”单独治疗的小鼠活得更久。
Ryan教授说：“尽管用化疗或甘露糖单独治疗都能使肿瘤变小，但当联合两者一起使用时，抗癌效果会更好，小鼠的寿命也增加了。”
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03
用于人类治疗还有待研究
不过，Ryan教授强调，尽管补充甘露糖并未显著影响小鼠的体重或健康，但这项研究没有对小鼠的每个组织进行详细的分析，因此，并不确定，甘露糖是完全安全的。很显然，仅仅基于现有的发现，还不能推荐患者服用甘露糖来抗癌。
需要明确强调的是，服用甘露糖抗癌还没有经过临床试验的验证。甘露糖在癌症患者中会起怎样的作用还是未知的。
科学家们表示，在进入临床试验前，他们还需要在实验室中开展更多的研究，包括在其他癌症类型的小鼠中调查甘露糖的作用。不过，尽管还有很长的路要走，但如果临床试验取得成功，甘露糖有望在未来帮助一些癌症患者改善治疗结果。
Ryan教授推测，对患者来说，用甘露糖直接治疗癌症的可能性并不大，更多的可能是将甘露糖作为现有疗法的补充。
以下供专业学者阅读
许多肿瘤都会出现代谢变化，尤其是葡萄糖摄取增加。葡萄糖是己糖（属于单糖）的一种，那么肿瘤是否对己糖家族中的其它成员也有类似反应呢？年11月22日，来自英国癌症中心的KevinRyan团队解答了这一疑惑，相关研究发表在了Nature期刊上，标题为Mannoseimpairstumourgrowthandenhanceschemotherapy。
研究者首先检测了不同种类己糖包括甘露糖（Mannose）、半乳糖（Galactose）、果糖（Fructose）、岩藻糖（Fucose）、葡萄糖（Glucose）对不同肿瘤细胞株生长的影响（使用浓度为25nM），发现甘露糖表现出明显的抑制效果（图1）。
图1：不同单糖对不同肿瘤细胞株生长的影响，其中甘露糖对肿瘤的抑制效果最显著
细胞中参与甘露糖的转运体与葡萄糖是一样的（图2），那么甘露糖的摄取是否影响了葡萄糖的摄取呢？研究者带着这一疑问，研究人员首先发现了甘露糖可以增加AMPK的磷酸化水平（甘露糖诱导AMPK的激活不依赖于AMP或ATP的变化，而是与果糖-1,6-二磷酸的水平有密切关系，这一点很好的证实了林圣彩教授团队年在Nature上发表的重要成果，详见：林圣彩组Nature破解葡萄糖感受的新机制），进而发现甘露糖可以增加Hexoses-6-phosphate，同时相反甘露糖并没有影响葡萄糖的摄取反而增加细胞内葡萄糖的含量，而这一现象在其它己糖中并不存在。
图2：甘露糖与葡萄糖的代谢途径
既然甘露糖并没有影响葡萄糖的摄取，那么甘露糖是如何影响肿瘤细胞生长的呢？研究者发现甘露糖-6-磷酸可以抑制参与葡萄糖代谢的三种酶：己糖激酶、磷酸葡萄糖异构酶(PGI)和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（hexokinases，phosphoglucoseisomerase（PGI）和glocose-6-phosphatedehydrogenase），进而影响了三羧酸循环、磷酸戊糖途径及聚糖合成。同样这一代谢抑制在其它单糖中也不存在。由此得出结论甘露糖的摄取可以影响细胞内葡萄糖的代谢。
既然甘露糖可以通过抑制葡萄糖的代谢来影响肿瘤细胞生长，那么甘露糖是否可以影响肿瘤细胞对于化疗药物的反应呢？实验表明甘露糖确实可以增加由顺铂或阿霉素引起的肿瘤细胞凋亡，而其他己糖无此效果。进而研究者利用CRISPR–Cas9的方法，发现了上述甘露糖是通过BAX和BAK的内源途径来影响凋亡的。
上述实验均是利用肿瘤细胞株在体外进行的，那么甘露糖在体内是否也有同样的效果呢？研究者利用体内成瘤实验构建带瘤小鼠，然后通过饲管（一周三次）和饮水（持续性地）让肿瘤小鼠服用甘露糖，发现甘露糖并不影响小鼠的体重和健康，但是却可以明显抑制肿瘤的生长。此外，在体内甘露糖可以增加阿霉素的抗癌效果，并可明显延长小鼠的生存期（图3）。
图3：在体内甘露糖可以抑制肿瘤生长，增加阿霉素抗癌效果和延长小鼠生存期
无论在体外还是体内，甘露糖都表现出了明显的抑癌效果，那么是否在所有的肿瘤中都有类似作用呢？既然甘露糖可以影响代谢，那么糖代谢中的某个酶是否和甘露糖的抑癌效果相关？研究者发现PMI（该酶可以催化甘露糖-6-磷酸和果糖-6-磷酸的相互转化，phosphomannoseisomerase）与甘露糖敏感性呈现负相关。于是研究者在对甘露糖不敏感的三个肿瘤细胞系（SKOV3，RKO和IGROV1）中敲低了MPI（编码PMI的基因），发现在甘露糖处理后生长均受到了抑制，在甘露糖和化疗药物共同处理时凋亡增加。相反在对甘露糖敏感的细胞系中过表达MPI可以明显抑制甘露糖的效果。
MPI在体内是否也有同样的反应呢？随后研究者利用小鼠和体内成瘤实验证明了MPI敲除的细胞确实增加了对甘露糖的敏感性。
接下来，研究者利用组织芯片的方法检测了人不同肿瘤包括卵巢癌、肾癌、乳腺癌、前列腺癌和结直肠癌中的PMI表达情况，发现不同肿瘤中PMI的表达情况不一样，同时即使是同样的肿瘤表达也有所区别。其中PMI在结直肠癌的表达最低，因此意味着结直肠癌可能对甘露糖敏感。因此研究者利用两种结直肠癌小鼠模型进行甘露糖处理，发现肿瘤生长都受到了明显的抑制。
总的来说，该项研究表明单独服用单甘露糖或结合化疗药物服用可以抑制肿瘤生长。甘露糖疗法可能是一种简单又安全的靶向肿瘤生长的方法。但是仍然需要进一步研究加以验证。
值得一提的是，去年7月份，由美国国立卫生院的华人科学家陈万*教授等发表在NatureMedicine上的一篇文章显示，D-甘露糖可以调控调节性T细胞（Treg）进而抑制自身免疫疾病。
普通的甘露糖虽然在《生物化学》教材上看上去十分不起眼，但是就是这么不起眼的己糖最近焕发出了新的活力。这篇Nature中的实验可能绝大多数生物实验室都能去做，但是此前为什么这么长时间无人问津？相比之下，葡萄糖不要太火。这篇文章有意思的地方并不只是抑制肿瘤这一方面，笔者认为更有意思的是，现在看来己糖中甘露糖和葡萄糖某种意义上功能恰好相反，在激活AMPK信号上完美互补，这也许就是细胞生命活动中应对外部变化时其平衡的美妙之处！
备注：发表在世界顶级科技杂志《Nature》上的论文是非常值得信赖的。但本文转自网络，转发是为了分享国际最新的研究成果，让更多需要的人知晓和有期盼！
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