饥饿癌症：贪婪脂肪细胞的潜力

抽脂和美容手术通常与癌症无关。

然而，它们为一种创新的癌症治疗提供了灵感，涉及到工程化脂肪细胞，旨在使肿瘤缺乏营养。

加州大学旧金山分校的研究人员利用CRISPR基因编辑技术，将普通的白色脂肪细胞转化为“米色”脂肪细胞，这些细胞因能够燃烧卡路里产生热量而闻名。

随后，这些改变过的细胞被注射到肿瘤附近，类似于整形外科医生使用一个身体区域的脂肪增强另一个区域。米色脂肪细胞吸收可用的营养，导致大多数肿瘤细胞缺乏营养并最终死亡。值得注意的是，即使脂肪细胞远离小鼠中的肿瘤，这种方法仍然证明有效。

利用熟悉的医学程序为这一方法成为一种可行的细胞疗法铺平了道路。

“我们经常使用抽脂去除脂肪，并在整形手术中再注入这些脂肪，”加州大学旧金山分校人类遗传学研究所主任、bioengineering and therapeutic sciences部门的教授纳达夫·阿希图夫博士解释道。他是2月4日在《自然生物技术》上发表的一项研究的资深作者。

“这些脂肪细胞可以很容易地在实验室中修改，并安全地重新引入体内，使它们成为细胞疗法（包括癌症治疗）的一个极具吸引力的选择。”

米色脂肪细胞在营养竞争中优于癌细胞

在研究过程中，阿希图夫和他的博士后海·阮博士认识到，早期研究表明，寒冷暴露可以抑制小鼠的癌症生长。

在一个显著的研究中，冷疗似乎甚至帮助了一位非霍奇金淋巴瘤患者，因为科学家们得出的结论是，冷激活的甲状腺细胞通过利用营养素产生热量，从而使癌细胞缺乏营养。

然而，冷疗并不是健康状况脆弱的癌症患者的可行选择。

因此，阿希图夫和阮探讨了工程化米色脂肪的潜力，假设即使没有冷暴露，它们也可以刺激足够的卡路里燃烧以抑制肿瘤生长。

阮博士是这项研究的主要作者，利用CRISPR激活了白色脂肪细胞中休眠的基因，而这些基因在棕色脂肪细胞中是活跃的，试图找出能够将白色脂肪转变为最渴求卡路里的米色脂肪细胞的基因。

他们发现一个名为UCP1的基因特别有效。

然后，阮在一个特殊设计的“转井”设置中将UCP1米色脂肪细胞与癌细胞一起培养。癌细胞位于下方，而脂肪细胞被放置在上部空间，虽然相互分开，但共享相同的营养源。

结果令人震惊。

“在我们最初的转井测试中，几乎没有癌细胞幸存。起初，我们以为我们犯了错误——我们坚信这是一个错误，”阿希图夫回忆道。“但在重复实验多次后，我们始终观察到相同的结果。”

米色脂肪细胞有效抑制了两种乳腺癌细胞，以及结肠癌、胰腺癌和前列腺癌细胞。

尽管取得了这些结果，研究人员仍不确定植入的米色脂肪细胞在更现实的场景中是否会表现出相似的疗效。

脂肪细胞疗法在实验室中显示出对多种癌症的潜力

为了验证他们的理论，团队利用脂肪类器官——在实验室中培养的小型细胞集群——看看它们在小鼠体内靠近肿瘤植入时是否能超越肿瘤细胞。

这项技术在乳腺癌以及胰腺癌和前列腺癌上取得了成功。随着米色脂肪细胞消耗了所有的营养，癌细胞也因此死亡。

米色脂肪细胞如此有效，即便在远离癌细胞的情况下也能抑制胰腺和乳腺肿瘤在基因易感的小鼠中的生长。

为了探索它们对人类组织的有效性，阿希图夫和阮与加州大学旧金山分校乳腺癌专家詹妮弗·罗森布鲁斯博士合作。罗森布鲁斯编制了一个包含脂肪细胞和癌细胞的乳腺癌手术样本库。

“因为乳腺组织中含有大量脂肪，我们可以从同一位患者中提取脂肪，进行修改，并使用该患者自身的乳腺癌细胞进行单一的转井实验，”阿希图夫解释道。

这些同病患者的米色脂肪细胞在培养皿和植入小鼠模型中均成功超过了乳腺癌细胞。

考虑到不同癌症具有不同的营养偏好，研究人员专门为脂肪细胞设计以消耗某些营养素。例如，某些胰腺癌类型在葡萄糖水平低时依赖尿苷。

他们工程化脂肪细胞特定靶向尿苷，并有效超越这些胰腺癌细胞，表明脂肪细胞可以根据癌症的饮食需求进行定制。

一种新颖的活细胞疗法方法

阿希图夫强调了使用脂肪细胞进行活细胞疗法的几个优势。

这些细胞容易从患者体内提取，在实验室条件下生长良好，可以进行基因修改以执行各种任务，并且重新引入体内时通常保持局部化，减少潜在的免疫系统问题。

这一点在多年来整形外科领域取得的显著进步中得到了证明。

“脂肪细胞与其环境的相互作用最小化，减少了细胞在体内扩散并引起并发症的风险，”阿希图夫说。

此外，脂肪细胞可以被设计成发出信号或承担更复杂的生物功能。

它们即使在肿瘤旁边不立即接触的情况下仍能抵抗癌症，这对处理难治癌症（如针对大脑的胶质母细胞瘤）或其他多种疾病可能特别有价值。

“我们相信这些细胞可以被工程化以检测血液中的葡萄糖水平，并释放胰岛素以应对糖尿病，或在血色病等疾病中吸收多余的铁，”阿希图夫补充道。“这些脂肪细胞的可能性是巨大的。”