科学家把普通白色脂肪细胞改造成极度“贪吃”的米色脂肪,让它们抢走肿瘤赖以生存的营养。在小鼠和人类组织实验中,这种方法成功压制了多种癌症,展示了一条全新的抗癌路径。
抽脂和整形手术,听起来和癌症治疗毫不相关。但正是这些常见的医疗操作,启发了一种全新的抗癌思路。
加州大学旧金山分校的研究人员提出,可以利用经过改造的脂肪细胞,直接把肿瘤“饿死”。他们用CRISPR基因编辑技术,把原本负责储存能量的白色脂肪细胞,改造成会疯狂消耗能量、不断产热的米色脂肪细胞。这项研究由美国国立卫生研究院资助。
接下来,研究人员像整形医生移植脂肪那样,把这些脂肪细胞植入肿瘤附近。结果出乎意料。米色脂肪细胞迅速吞噬周围的营养,大多数癌细胞因为抢不到能量而死亡。更惊人的是,就算脂肪细胞被植入在远离肿瘤的位置,也能产生抑制效果。
这种方法的一个优势在于,它依赖的是医学中早已非常成熟的操作流程,有望更快转化为新的细胞疗法。
论文通讯作者、UCSF人类遗传学研究所所长Nadav Ahituv表示,脂肪细胞早就被医生反复取出、处理,再安全地放回人体。这让它们成为一种非常有吸引力的治疗载体,不只适用于癌症。
灵感来自寒冷
这个想法并非凭空出现。Ahituv和当时的博士后Hai Nguyen注意到,已有研究发现,低温暴露可以抑制小鼠体内的癌症,甚至有研究提示,它可能帮助过一名非霍奇金淋巴瘤患者。原因在于,寒冷会激活棕色脂肪,而棕色脂肪会大量消耗能量,从而让癌细胞陷入“饥荒”。
问题是,寒冷疗法并不适合身体虚弱的癌症患者。于是,研究人员把目光投向了米色脂肪。这是一种介于白色脂肪和棕色脂肪之间的类型,如果能让它在常温下也保持高能量消耗,或许同样能抢走肿瘤的燃料。
Nguyen利用CRISPR,激活了一些在白色脂肪中沉睡、但在棕色脂肪中活跃的基因,寻找最“能吃”的组合。其中,一个名为UCP1的基因脱颖而出。
他们把携带UCP1的米色脂肪细胞,和癌细胞放进一种特殊的培养皿中。两种细胞彼此隔开,却必须共享同一份营养。第一次实验的结果让人难以置信,几乎没有癌细胞活下来。
研究人员以为是实验出了错,于是反复验证,但结果始终一致。米色脂肪细胞轻松压制了两种乳腺癌细胞,以及结直肠癌、胰腺癌和前列腺癌细胞。
饥饿的脂肪,对癌症是致命的
培养皿里的成功还不够,研究人员继续把实验推向更接近真实情况的模型。他们使用脂肪类器官,将其与肿瘤一起植入小鼠体内。结果同样明确,多种癌症在脂肪细胞的“抢食”下迅速衰退。
在一些天生容易患癌的小鼠中,米色脂肪甚至能显著压制胰腺癌和乳腺癌。即便脂肪细胞植入的位置离肿瘤很远,效果依然存在。
为了测试对人类组织的效果,研究团队与UCSF乳腺癌专家Jennifer Rosenbluth合作,利用乳腺切除手术中保存的组织样本。这些样本同时包含患者自身的脂肪细胞和癌细胞。
研究人员直接使用同一位患者的脂肪,进行基因改造,再与她自己的癌细胞对抗。无论是在培养皿中,还是在小鼠模型里,改造后的脂肪细胞都占据了绝对优势。
更进一步,研究人员意识到,不同癌症有不同的“口味”。比如某些胰腺癌在缺乏葡萄糖时,会依赖尿苷生存。于是他们干脆把脂肪细胞改造成只吃尿苷的版本,结果再次轻松胜出。这意味着,脂肪细胞可以按癌症的饮食偏好进行定制。
活细胞疗法的新平台
在Ahituv看来,脂肪细胞几乎是为活细胞疗法量身定做的。它们容易从患者体内获取,在实验室中生长稳定,也容易进行基因改造。更重要的是,植入体内后,它们行为温和,不会四处游走,也很少引发免疫系统的强烈反应。
整形外科几十年的经验,已经在无数次手术中验证了这一点。
除了抢夺营养,脂肪细胞还可以被设计成释放信号分子,或执行更复杂的任务。它们即使不在肿瘤附近也能发挥作用,这对治疗脑部的胶质母细胞瘤等难以触及的癌症,尤其有价值。
研究人员设想,未来这些细胞还可能用于其他疾病,比如感知血糖并释放胰岛素,用于糖尿病,或在铁过载疾病中吸走多余的铁。
在他们看来,这种脂肪细胞的潜力,远不止抗癌。
本文译自 UC San Francisco,由 BALI 编辑发布。

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