根据加州大学洛杉矶分校的新研究,肌酸(一种运动员和健美人士常作为补充剂服用的有机酸)能够增强一类关键免疫细胞的功能,这些细胞能激活并准备人体主要的抗癌"战士"。
这项研究在小鼠模型和人类细胞上进行,发表在《iScience》期刊上,直接建立在该实验室先前的研究基础上,先前研究显示肌酸能为杀手T细胞在对抗肿瘤的战斗中提供能量。如今,研究团队发现肌酸还能为树突状细胞提供能量,树突状细胞是一种专门捕获肿瘤碎片并引导杀手T细胞进行攻击的免疫细胞。
目前获批的癌症免疫疗法大多直接靶向杀手T细胞,但只有约20%-40%的患者对其有反应。增强训练和激活T细胞的树突状细胞可能为更多患者带来免疫疗法的益处。
"免疫疗法已显示出显著前景,但仅对部分患者有效,"该研究高级作者、加州大学洛杉矶分校再生医学和干细胞研究中心成员、微生物学、免疫学和分子遗传学教授Lili Yang表示,"这项研究表明,肌酸不仅能帮助对抗癌症的T细胞——它还能为整个支持和引导它们的基础设施提供能量。这使得肌酸成为一种有前景的补充剂,可全面支持现代免疫疗法所依赖的免疫反应。"
研究人员首先检查了浸润小鼠肿瘤的树突状细胞中哪些代谢基因最活跃。他们发现,编码肌酸转运蛋白(一种将肌酸拉入细胞的蛋白质)的基因在肿瘤内部的树突状细胞中明显高于健康组织中的树突状细胞。
为了找出原因,研究团队培养并研究了被改造为完全缺乏肌酸转运蛋白的树突状细胞。这些细胞表现出生存能力受损、活性降低,以及启动T细胞对肿瘤做出反应的能力减弱。当肌酸缺乏的树突状细胞与T细胞在实验室培养皿中一起培养时,这些T细胞分裂较少,产生的对抗癌症所需的信号分子也较少。
然后,研究团队测试了相反的干预措施:研究人员没有降低肌酸水平,而是增加了肌酸水平,以观察这是否能增强树突状细胞的功能。给黑色素瘤小鼠模型每日注射肌酸,显著减缓了肿瘤生长,并提高了浸润肿瘤的树突状细胞的数量和活性。经肌酸处理的树突状细胞还产生了更高水平的化学信号,将更多免疫细胞吸引到肿瘤中。
通过代谢组学分析,研究人员发现肌酸补充提高了树突状细胞内的ATP(三磷酸腺苷)水平——ATP是细胞用来为几乎所有功能提供动力的能量货币——并维持了激活所需的关键炎症信号通路。就像电池按需存储和释放多余能量一样,肌酸帮助树突状细胞在与快速生长的肿瘤细胞争夺营养时保持稳定的能量水平。
研究人员还测试了肌酸对人类树突状细胞的影响。肌酸治疗增强了人单核细胞衍生树突状细胞的活性,这些细胞通常用于树突状细胞癌症疫苗,并提高了它们刺激人类T细胞对抗癌症相关靶点的能力。研究结果表明,在树突状细胞疫苗制造过程中加入肌酸可能会增强其治疗效果。
"我们看到的潜力是,肌酸可以以两种互补方式使用:作为补充剂增强已经接受免疫疗法患者的免疫反应,以及作为工具在给药前提高基于树突状细胞的疫苗质量,"该研究的共同第一作者、Yang实验室的研究生James Elsten-Brown表示。
综上所述,这些发现表明肌酸可能是一种潜在工具,可在多个层面上加强免疫系统的抗癌反应,包括检测威胁并启动反应的细胞。
"了解如何从代谢上支持树突状细胞是关于支持整个抗肿瘤反应,而不仅仅是反应末端的杀手T细胞,"该研究的共同第一作者、Yang实验室前本科生研究员Elliot Kang表示。
研究人员强调,虽然这些发现具有科学前景,但这项研究是在细胞和小鼠上进行的,而非患者,不应从中得出任何饮食或医疗建议。尽管肌酸一水合物作为补充剂已广泛使用数十年,并且在推荐剂量下通常被认为是安全的,但任何正在接受癌症治疗的人都应在将任何补充剂添加到常规治疗中前咨询医生。
接下来,研究团队希望与医生合作开展前瞻性临床试验,以测试肌酸补充是否能改善接受免疫疗法患者的治疗效果。
本研究中描述的实验策略尚未在人体上进行测试,也未获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准作为安全有效的用于人体的方法。
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