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近年来,癌症治疗取得了显著进展,但面对恶性肿瘤细胞迅速增殖和代谢紊乱问题,传统治疗方法仍显得乏力。肿瘤细胞不仅依赖异常增殖信号,还通过代谢重编程,适应缺氧和营养缺乏的环境,从而保证其持续生长。研究人员注意到,癌细胞通过增加葡萄糖摄取和脂肪酸氧化来为快速生长提供能量,使得传统疗法在面对肿瘤复杂性时难以奏效。
为了应对这一挑战,科学家们开始研究如何通过改变肿瘤微环境的代谢平衡来抑制肿瘤生长。2023年2月4日出版的《自然生物技术》报道了一项突破性的研究,揭示了一种新型癌症治疗策略:通过改变脂肪细胞的代谢特性来对抗癌症。该研究核心在于利用基因编辑技术,如CRISPRa,促使白色脂肪细胞转化为具棕色脂肪特性的细胞,从而增强其葡萄糖和脂肪酸的代谢能力,与肿瘤细胞竞争能量,抑制其增殖。“变棕”脂肪细胞不仅能消耗肿瘤所需能量,还能通过改变代谢环境,显著降低癌细胞生长速度。
实验显示,经过CRISPRa技术处理的脂肪细胞可以显著抑制乳腺癌、胰腺癌、结肠癌等多种癌症类型的肿瘤生长。在与肿瘤细胞共培养的过程中,这些“变棕”脂肪细胞通过降低糖酵解和脂肪酸氧化能力,严厉地抑制了肿瘤细胞的代谢活动,从而有效减缓了它们的增殖速度。此外,研究表明这种疗法在小鼠模型中显示出良好效果,且在临床应用中,基于患者自体脂肪细胞的个性化治疗方面,也展现出巨大潜力。
研究指出,癌细胞通过“代谢重编程”现象,重新规划其代谢路径,以适应不同行为和环境。在充足氧气下,正常细胞通过有氧代谢,而癌细胞则会倾向于糖酵解,这种现象被称为“Warburg效应”。此外,癌细胞还通过增加脂肪酸氧化强化其生存能力。不过,现有治疗手段在应对这类代谢变化时往往捉襟见肘。
为了解决这一问题,研究人员进一步采用基因编辑技术促使白色脂肪细胞“变棕”。棕色脂肪细胞的特征之一是较高的能量消耗能力,通过非颤抖性产热这一过程,能够将存储的脂肪释放为热量而非脂肪储存。这种能力为癌细胞的抑制提供了新的选择。
在小鼠实验中,研究人员证实了这一策略的有效性。通过将CRISPRa编辑处理过的“变棕”脂肪细胞与肿瘤细胞共同植入小鼠体内,观察到肿瘤生长速度显著减缓。基于这些发现,科学家们进一步探讨了将此方法应用于临床治疗中的可能性,通过提取患者的自体脂肪细胞进行基因编辑,以实现个性化的癌症治疗,减少免疫排斥并提高效能。
尽管这项研究的前景诱人,但其在广泛临床应用中仍面临诸多挑战,比如如何保持细胞稳定性、如何高效提取和处理患者脂肪细胞等。但这种基于脂肪细胞“变棕”的治疗方法无疑为癌症的治疗开辟了新的路径。在未来随着技术的成熟和完善,这一療法有望在临床实践中发挥关键作用,为癌症患者带来更多的治疗选择和希望。
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