近期，美国路易斯维尔大学BingLi教授团队在国际期刊《CancerResearch》（IF=9.)发表了题为“ConsumptionoftheFishOilHigh-FatDietUncouplesObesityandMammaryTumorGrowththroughInductionofReactiveOxygenSpeciesinProtumorMacrophages”的研究论文。宁波大学刘连亮、路易斯维尔大学RongJin、JiaqingHao为共同第一作者，路易斯维尔大学BingLi教授为通讯作者。该研究选用了人类普遍食用且在n-3PUFA组成上有明显差异的高脂膳食和鱼油膳食进行研究，阐明了不同HFD中的脂肪酸组成对肥胖的影响，进一步研究了不同条件下诱导的肥胖对乳腺癌肿瘤生长的影响。研究表明鱼油中富含的n-3PUFA能显著诱导活性氧(ROS)的产生，并加速促肿瘤巨噬细胞的死亡新机制。
1、研究背景
高脂肪饮食(HFD)可以导致肥胖产生，而肥胖可导致癌症的风险增加和死亡率升高。研究表明，当过量的能量摄入以脂质形式储存在脂肪组织中时，就会发生肥胖。摄取不同类型的脂质对于肥胖患者储存的脂质的组成和脂质介导的反应至关重要。目前尚不清楚不同HFD中的脂肪酸组成是否影响肥胖相关肿瘤的发生。因此，研究不同HFD中FA成分是否以及如何影响肥胖及肥胖相关的免疫调节和肿瘤的代谢是十分有意义的。2、研究方法研究人员选用C57BL/6背景的A-FABP基因缺陷小鼠(A-FABP-/-)及其野生型小鼠(WT)，分别饲喂低脂饲料(LFD，10%脂肪)、鱼油高脂饲料(45%脂肪)和饱和高脂饲料(45%脂肪)。首先建立同基因肿瘤模型，监测肿瘤生长情况，处死小鼠后称肿瘤重量，采集肿瘤不同部位的细胞进行培养和治疗，用流式细胞仪分析巨噬细胞表型，检测巨噬细胞中ROS的生成。用Ex/EM/nm测量荧光信号，对巨噬细胞的活性氧进行分析。从细胞中提取RNA进行定量逆转录聚合酶链反应，测定相对mRNA表达水平。将小鼠的腹腔巨噬细胞培养在多聚D-赖氨酸的盖片上，并用不同的FA处理，共聚焦显微镜分析。测定细胞线粒体耗氧速率(OCR)。3、研究结果结果发现：食用饱和脂肪或鱼油HFD在小鼠模型中均可导致肥胖。饱和脂肪HFD诱导的肥胖与乳腺肿瘤的加速生长有关，而食用鱼油HFD则与乳腺肿瘤生长的增加无关，并显示出促肿瘤巨噬细胞的减少。富含鱼油HFD的n-3PUFA能显著诱导活性氧(ROS)的产生和巨噬细胞的死亡。A-FABP在促肿瘤巨噬细胞中的表达促进了n-3PUFA的细胞内转运和线粒体FA的氧化磷酸化。A-FABP缺乏会降低n-3PUFA介导的活性氧的产生，减少体内、外巨噬细胞的死亡，与ROS抑制剂的存在与否无关。以上结果证实了n-3PUFA以A-FABP依赖的方式诱导ROS介导的促肿瘤巨噬细胞死亡的新机制，并引入了一个新的概念，即并不是所有导致肥胖的高脂膳食都是致瘤的。(A)-(H)、BMMS用umol/LDPA或BSA对照过夜。实时定量PCR检测骨髓巨噬细胞中IL6(A)、TNFα(B)、IL12(C)、IL1b(D)、A-FABP(E)、PCX(F)、UCP2(G)和Cpt1b(H)的基因表达。I、共聚焦显微镜分析BMMS(DAPI，蓝色为细胞核)经BSA或DPA处理30分钟后，线粒体电位与MitoSpy(红色)的关系。J、BSA和DPA处理的骨髓巨噬细胞线粒体能代谢OCR。用DPA处理WT和A-FABP-/-小鼠的A、B、BMMs30min。(A)线粒体电位测定采用流式细胞仪行MitoSpy染色。以(B)、(C)表示MitoSpy的相对平均荧光强度(MFI)，DPA处理的WT和A-FABP-/-小鼠BMMs在特定时间点注射药物后OCR的胞外通量分析。(D)流式细胞仪检测DPA(umol/L)作用30min后WT或A-FABP-/-/BMMs中DCFDA的荧光强度。(E)共聚焦显微镜分析WT和A-FABP-/-/BMMs经DPA处理30min后ROS的产生(绿色)。WT组和A-FABP-/-/BMMs组分别用DPA处理12h，实时定量PCR检测Cpt1b(F)、iNOS(G)、caspase-8(H)和caspase-11(I)在这些细胞中的表达。(J)流动分析umol/LDPA加或不加1mmol/LNAC处理A-FABP-/-/BMMs30min的ROS水平。(K)流式细胞仪检测NAC处理前后DPA诱导的A-FABP-/-/BMM细胞死亡中ROS水平。4、结论用富含饱和脂肪或n-3PUFA(鱼油)两种HFD都能诱导小鼠肥胖，但这些HFD诱导的肥胖小鼠中肥胖相关的乳腺肿瘤生长明显不同。饱和脂肪HFD诱导的肥胖促进了乳腺肿瘤的生长，而鱼油HFD诱导的肥胖减缓了肿瘤的生长速度。由鱼油HFD引起的肥胖与加速乳腺肿瘤生长无关。鱼油中的n-3PUFA以A-FABP依赖的方式诱导ROS介导的促肿瘤巨噬细胞死亡。
5、创新点/应用前景该团队的发现补充了摄入n-3PUFA可以调节肿瘤浸润的T细胞或A-FABP表达的水平的研究，而且膳食n-3PUFA引起的肥胖与促进相关的肿瘤生长无关。提出补充n-3PUFA应与减少其他饱和脂肪酸的摄入量相结合，以获得预防癌症和控制肥胖相关疾病的预期益处。这也为膳食补充n-3PUFA可预防乳腺癌提供了理论基础。原文链接