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Nature重磅：揭开奶茶等高果糖饮食的促癌机制，肝脏将果糖代谢为脂质来“喂养”肿瘤
果糖（Fructose），是一种单糖，是葡萄糖的同分异构体，也是饮食中仅次于葡萄糖的第二丰富的糖类。果糖具有口味好、甜度高、升糖指数低等优点，因此一度被认为是“健康糖”，被广泛添加到饮料和食品中，以提升口感。例如大家经常喝的奶茶等饮料中加的糖，就以果糖为主。
在过去50年里，果糖的消费量大幅增加，主要是由于高果糖玉米糖浆被广泛用作饮料和超加工食品的甜味剂。过量摄入果糖与肥胖、糖尿病和脂肪肝等代谢性疾病发生密切相关。此外，还有研究显示，过量摄入果糖可能增加结直肠癌等癌症发病风险。
2024年12月4日，圣路易斯华盛顿大学的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：Dietary fructose enhances tumour growth indirectly via interorgan lipid transfer 的研究论文。
该研究表明，果糖有助于体内的肿瘤生长，但癌细胞通常缺乏代谢果糖所需的酶，该研究发现，肝脏将膳食果糖转化为脂质并进入血液，癌细胞利用这些脂质以制造细胞增殖所需的膜。也就是说，肝脏通过将膳食果糖转化为脂质，来为癌细胞的快速增殖供能，从而间接促进肿瘤生长。这一发现可能为许多不同类型的癌症的护理和治疗开辟新途径。
研究团队表示，我们总是想象肿瘤直接“吃掉”了我们摄入的饮食成分，而这项研究提示发现，人体是复杂的，我们所摄入的食物被健康组织代谢，然后转化为可被肿瘤所利用的产物。
早在一百年前，科学家就认识到癌细胞对葡萄糖有更强烈的需求，葡萄糖是人体首要的碳水化合物能量来源，癌细胞需要消耗更多的葡萄糖来为快速增殖供能，这一现象也被称为“瓦博格效应”（Warburg effect）。
果糖与葡萄糖属于同分异构体，但它们在人体中代谢却不同，葡萄糖可以在整个身体中被代谢，而果糖几乎全部由小肠和肝脏所代谢。这两种糖都天然存在于水果、蔬菜、乳制品以及谷物中，由于果糖更甜，已被广泛用作食品甜味剂，添加了果糖的食品几乎无处不在。与100年前相比，一个普通人每年摄入的果糖增加了十几倍。
鉴于近年来膳食果糖摄入量的快速增长，研究人员希望了解果糖是否以及如何影响肿瘤生长。
研究团队首先通过给肿瘤小鼠模型（黑色素瘤、乳腺癌和宫颈癌）喂食富含果糖的食物，然后测量肿瘤生长速度。结果显示，添加果糖确实促进了肿瘤生长（增加了2倍甚至更多），但没有改变体重、空腹血糖或空腹胰岛素水平。
研究团队最初的预期是，肿瘤细胞会像代谢葡萄糖一样来代谢果糖，并直接利用果糖的原子来构建新的细胞成分（例如DNA），但令他们惊讶的是，向培养皿中的癌细胞添加果糖时，这些癌细胞没有反应，它们生长速度几乎没有发生变化。
研究团队很快就认识到，肿瘤细胞通常缺乏代谢果糖所需的KHK-C酶，因此无法直接利用果糖，也就是说，果糖在他们测试各种肿瘤细胞中几乎都没有代谢。研究团队进一步发现，肝脏才是关键！肝细胞能够将将果糖转化为肿瘤可利用的营养物质——脂质。
研究团队通过代谢组学分析发现，高水平的果糖摄入会导致小鼠血液中多种脂质水平升高，包括溶血磷脂酰胆碱（LPC），进一步研究显示，添加果糖培养的肝细胞会释放LPC。也就是说，癌细胞本身并不能轻易地直接利用果糖，而是肝细胞将果糖代谢转化为LPC并分泌到血液中来“喂养”癌细胞。
肝脏代谢果糖产生脂质促进肿瘤生长
癌症的一个关键特征是恶性细胞不受控地细胞分裂，从而快速增殖，每次细胞分裂都需要细胞膜，这就需要大量的构成细胞膜的关键成分——脂质，这些脂质虽然可以从头合成，但癌细胞直接从周围环境中吸收脂质显然更容易。大多数脂质不溶于血液，需要通过复杂的转运机制进入细胞，而LPC的独特之处在于其可溶性，因此可能是支持癌细胞快速增殖的最有效的脂质。
因此，高果糖饮食促进肿瘤生长的一种方式是通过增加血液中循环脂质的可用性，从而为快速增殖的癌细胞供应脂质，研究团队在全身不同组织的多种癌症类型中都证实了这一点。
研究团队表示，这项研究得出的一个重要信息是——如果一个人不幸罹患癌症，那么他应当避免摄入果糖，但遗憾的是，这说起来容易做起来难。除了饮食干预，这项研究也提示我们，可以针对性开发药物来阻止果糖驱动肿瘤生长。此外，这项研究还提示我们，对于癌症防治，我们不必局限于只靶向患病细胞，还可以考虑靶向健康细胞的代谢来治疗癌症。
据悉，研究团队正在开展一项与饮食中果糖有关的临床试验。
（来源：生物世界）
原文出处：Fowle-Grider R, Rowles JL 3rd, Shen I, Wang Y, Schwaiger-Haber M, Dunham AJ, Jayachandran K, Inkman M, Zahner M, Naser FJ, Jackstadt MM, Spalding JL, Chiang S, McCommis KS, Dolle RE, Kramer ET, Zimmerman SM, Souroullas GP, Finck BN, Shriver LP, Kaufman CK, Schwarz JK, Zhang J, Patti GJ. Dietary fructose enhances tumour growth indirectly via interorgan lipid transfer. Nature. 2024 Dec 4. doi: 10.1038/s41586-024-08258-3. Epub ahead of print. PMID: 39633044.