糖與癌症之間的致命聯繫

CLIFTON LEAF | 2018-03-20 21:30

癌細胞需要大量的能量來支持它們肆意「作亂」；畢竟細胞快速分裂需要大量生物化學燃料，所以癌細胞會瘋狂吞噬糖分。

令人討厭的癌細胞就像是無政府主義者一樣。它們遊盪到不應該去的地方，顛覆秩序，拉攏守規矩的健康細胞加入它們肆意破壞，打破無數生物學規則。

癌細胞還很古怪。關於它們破壞規則的特性，一個最令人匪夷所思的例子就是它們代謝糖分的方式。在像人類身體這樣氧氣充足的環境下，正常細胞通過氧化過程分解葡萄糖，從中吸取能量。通過這種生物化學轉化機制，細胞可以從1分子葡萄糖中提取出36分子三磷酸腺苷（ATP）。ATP就相當於人體內的現金。（就像比特幣一樣：細胞解開複雜的方程式，作為回報，它們獲得了可以消耗的物質。）

而（多數）癌細胞進行大量的生化反應，卻得到較少的報酬。它們通過一種古老的糖酵解代謝過程分解葡萄糖，經過10個步驟，1分子葡萄糖只能產生2分子ATP。

細胞通過糖酵解過程，甚至可以在無氧環境下產生能量，就像我們黏糊糊的原始祖先一樣。厭氧菌和酵母也是如此，它們通過發酵從糖中提取能量。而在有氧環境下，從糖中提取能量就像是用熨斗熨襪子一樣：付出巨大的努力，收益卻少得可憐。

與此同時，癌細胞需要大量的能量來支持它們肆意「作亂」；畢竟細胞快速分裂需要大量生物化學燃料。所以癌細胞會瘋狂吞噬糖分。（所以通常在PET掃描過程中，注射氟脫氧葡萄糖，可以明顯看出哪些組織正在快速吸收這種葡萄糖，從而幫助我們發現腫瘤。）

上世紀20年代，德國生物化學家奧托·瓦伯格最早發現了癌細胞這種有悖直覺的異常行為，他將之歸咎於癌細胞線粒體存在的缺陷。線粒體相當於癌細胞的能量工廠（也是我最喜歡的細胞器）。事實上，瓦伯格認為這種異常的有氧糖酵解是癌症發生的真正原因，但他並不確定它的發生機制或原因。這種現象後來被稱為「瓦氏效應」。

後來數十年間，這種觀點逐漸被人們所遺忘，因為研究人員開始關注癌症的其他理論框架，試圖梳理出哪些基因變異轉化了細胞，導致癌症發生。但近幾年，瓦氏效應和更廣泛的癌症新陳代謝理論再度興起。

雖然癌症研究界對於癌症的新陳代謝因素再次產生了興趣，但目前仍存在兩個重要問題使許多人很難全部接受這種觀點。首先是為什麼？為什麼需要大量能量的癌細胞，經過進化會適應這種效率低下的代謝過程？第二個問題是怎麼樣？有氧糖酵解通過哪種機制促進癌變（或者這只是細胞惡性轉化的副作用）？

第一個問題仍是個迷。但關於第二個問題，三個比利時研究組織最近發表了一篇研究報告，揭示了一種可能被遺漏的分子聯繫或者至少是一種候選聯繫。研究團隊經過九年努力，在酵母模型系統中發現了糖酵解途徑中一個關鍵糖分子（果糖-1,6-雙磷酸）與ras基因之間的聯繫。ras基因是決定細胞增殖和生存能力的關鍵。重要的是，ras就是所謂的致癌基因，如果這種基因出現變異，會導致細胞惡性轉化。在近一半癌症中都發現了ras基因的變異形式。

不久前，《自然通訊》期刊的網站上發表了這篇論文。論文的作者表示，ras基因與所發現的糖分子之間「互惠的」相互關係「可能在惡性循環中活化癌細胞，持續刺激細胞增殖，使糖酵解過程持續過度活躍。這可以解釋癌細胞增殖速度和侵襲強度與其發酵異常活躍之間的密切聯繫。」

研究的資深作者之一約翰·泰韋林在隨後的一份新聞稿中表示，這是一種「持續刺激癌症發展與增長的惡性循環」，這種相互關係可以「解釋瓦式效應與腫瘤侵襲的強度之間的相關性。」

這項發現當然令人興奮，並且可能對癌症患者的飲食療法有重要意義。對於其他人而言，這項研究提供了又一項證據，證明過多攝入糖分的危害。因為現在有一種潛在的作用機制可以解釋這種危害的原因。（財富中文網）

譯者：劉進龍/汪皓

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