前列腺肿瘤往往是科学家所说的“惰性”——生长缓慢且自成一体,许多受影响的男性死于前列腺癌,而不是前列腺癌。但对于前列腺肿瘤转移的男性来说,这种疾病总是致命的。在今天发表在期刊上的一组论文中自然遗传学和自然通讯,贝斯以色列女执事医疗中心(BIDMC)癌症中心的研究人员揭示了小鼠模型中促进转移的遗传机制,并暗示典型的西方高脂肪饮食是驱动转移的关键环境因素。
“尽管人们普遍认为西方饮食可以促进前列腺癌的进展,但缺乏直接证据支持饮食脂质与前列腺癌之间的密切联系,”第一作者陈明博士说,他是Pier Paolo Pandolfi实验室的研究员,医学博士,BIDMC癌症中心和癌症研究所主任。
流行病学数据将饮食中的脂肪(和肥胖)与许多类型的癌症联系起来,美国因转移性癌症(包括前列腺癌)导致的癌症死亡率远高于低脂肪饮食更为普遍的国家。在亚洲国家,大约10%的男性患前列腺癌,而当他们移民到美国后,这一比例上升到40%左右,与美国本土出生人口的比例相当。这表明,环境因素可能与遗传因素共同作用,导致这种具有侵略性的致命疾病。
资深作者Pandolfi说:“癌症进展到转移阶段是影响患者预后和患者可用治疗方案的关键事件。”“我们的数据为转移进展的机制提供了强有力的遗传基础,我们还展示了环境因素如何促进这些机制,促进从原发性到晚期转移性癌症的进展。”
已知肿瘤抑制基因PTEN在前列腺癌中起主要作用;在70%的原发性前列腺肿瘤中,其部分丧失。它的完全丧失与转移性前列腺疾病有关,但动物研究表明,PTEN的丧失本身并不足以引发疾病进展。Pandolfi和他的同事们试图确定一个额外的肿瘤抑制基因或途径,可能与PTEN协同作用,驱动转移。
通过研究最近的基因组数据,Pandolfi和同事们注意到另一种肿瘤抑制基因PML,倾向于存在于局部(非转移性)前列腺肿瘤中,但在大约三分之一的转移性前列腺肿瘤中不存在。此外,大约20%的转移性前列腺肿瘤同时缺乏PML和PTEN。
当他们比较两种类型的肿瘤——只缺乏PTEN基因的局部肿瘤和缺乏两种基因的转移性肿瘤时,研究人员发现转移性肿瘤产生了大量的脂质或脂肪。在缺乏PTEN和PML两种肿瘤抑制基因的肿瘤中,细胞的脂肪生产机制会失控。
Pandolfi说:“这就好像我们发现了肿瘤脂肪生成或脂肪生成的开关。”“这意味着,如果有一个开关,也许有一种药物可以阻止这个开关,也许我们可以防止转移,甚至治愈转移性前列腺癌,”他补充说。
这种药物已经存在。一种名为“脂肪抑制素”的分子于2009年被发现,目前正在研究其治疗肥胖的方法。潘多尔菲和同事们在实验室老鼠身上测试了这种分子。“减肥药神奇地阻断了脂肪生成,肿瘤消退,没有转移。”
这些发现不仅为转移性前列腺癌的新疗法打开了大门,还帮助解决了一个长期存在的科学难题。多年来,研究人员很难在小鼠身上建立转移性前列腺癌的模型,这使得在实验室研究这种疾病变得困难。一些人推测,老鼠根本不是这种特殊疾病的良好模型。但是脂质生成的发现在Pandolfi的脑海中提出了一个问题。
“我问,‘我们的老鼠吃什么?’”潘多尔菲回忆道。结果是,这些老鼠吃的是以蔬菜为基础的食物——本质上是一种低脂肪的素食饮食,与普通美国男性的饮食几乎没有相似之处。当Pandolfi和他的同事们增加饱和脂肪(快餐芝士汉堡和薯条中发现的那种脂肪)在动物饮食中的含量时,老鼠患上了侵袭性的转移性肿瘤。
这一发现可能会为转移性前列腺癌提供更准确和可预测的小鼠模型,从而加速发现更好的治疗方法。此外,医生可能很快就能够筛查那些肿瘤缺乏PTEN和PML肿瘤抑制基因的早期前列腺癌患者,这使得他们发展为转移性疾病的风险增加。这些病人可以通过使用脂肪阻断药物或通过饮食来消除肿瘤中的脂肪。
潘多尔菲说:“这些数据非常具有可操作性,它们肯定会说服你改变你的生活方式。”
除了Pandolfi和Chen,研究作者还包括:Katia Sampier, John G Clohessy, Lourdes Mendez, Enrique Gonzalez-Billalabeitia, Liu xusong, Lee Yu-Ru, Jacqueline Fung, Jesse M. Katon, Archita Venugopal Menon, Kaitlyn A. Webster, Christopher Ng, Maria Dilia Palumbieri, Moussa S. Diolombi, Susanne B. Breitkopf和John M. Asara,均来自BIDMC;哈佛医学院的Roderick T. Bronson;香港大学张江文教授;纪念斯隆-凯特琳癌症中心的朱莉·特鲁亚-费尔德斯坦;布里格姆妇女医院的Sabina Signoretti;以及伊坎医学院的Mireia Castillo-Martin和Carlos Cordon Cardo。
本研究得到美国国防部前列腺癌研究计划(PCRP)博士后培养奖和美国国立卫生研究院(R01 CA142784, R35 CA197529, P01 CA120964和R35 CA 197459)的支持。
故事来源:
材料所提供的贝斯以色列女执事医疗中心.注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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