漫威系列電影大家應該都至少看過幾部,里面超級英雄的命名基本都很能反映人物自身能力特點:一身鐵殼子叫鋼鐵俠,渾身冒綠光叫綠燈俠,目光咄咄逼人就叫鐳射眼。但有一個人的名字似乎并不直白 ——死侍,這位老哥并非刀槍不入,也沒啥高科技,其實是靠著一身生物醫學的本事—— " 可控式腫瘤細胞分裂 ",在超級英雄隊伍中占了一席之地。
死侍堪稱打不死的小強,三五個持槍硬漢突突不死,身體被鋼力士撕成兩半也能重新長出一個下半身,因為沒了對象多次抑郁到自尋短路,最后都以滿血復活告終。說句不好聽的,按照超能力來命名,死侍其實應該叫 " 腫瘤俠 "。關于他的超能力是咋回事,這一切還要從女媧無限造人(誤)可以無限分裂的腫瘤細胞講起。
死侍的超能力|《死侍 2》,具有 " 特異功能 " 的腫瘤細胞。
二十世紀早期,諾貝爾獎獲得者 Alexis Carrel 一直是細胞研究領域的權威,他聲稱自己做了一個長達 34 年的實驗,證明從雞身上提取出來的細胞,在體外可以連續培養的時間,比雞本身活的還長。換而言之,細胞分裂是永恒的、不受限的。
這個細胞無限分裂的理論一度風靡全球,使得當時主流生物學界認為,在適宜條件下,細胞是 " 永生 " 的??墒?,如果構成生物體的細胞可以永生,每個人不都成了活神仙?生物本身怎么還會有壽命限制?
其實,我們體內的大多數細胞,無論是來自皮膚、血液或肝臟,確實會不斷分裂,更新換代。不過,負責更新換代的 " 干細胞 " 通常只能分裂幾十次,之后就會逐漸衰老、凋亡,當人體內大部分具有分裂能力的細胞都發生這種變化時,就表現為器官功能的下降,以及整個人體的衰老。
那么,真的有能夠無限分裂的細胞嗎?還真有,腫瘤細胞就是這樣的終極存在。
在衰老過程中,如果基因突變的積累導致細胞遺傳物質的改變,一些 " 老不死 " 的細胞——腫瘤細胞,就會產生,它們不再遵循正常細胞分裂分化的規律,自己想怎么整就怎么整,要是在早期沒被發現,就會形成癌癥,危及生命。
事實上," 不老不死 " 只是腫瘤細胞最容易觀察到的特點之一。不同來源的腫瘤細胞,還擁有很多其他共性,比如 " 不聽指揮 " ——不受人體正常生長信號的調控;" 喬裝打扮 " ——逃脫人體內免疫細胞的追殺;" 東逃西竄 " ——在人體侵襲和轉移的能力;" 食欲旺盛 " ——大量消耗葡萄糖,等等。
正常細胞在分裂時一分為二,而腫瘤細胞由于基因調控異常,常常表現為一個分裂成多個,比如圖中所示的 " 三足鼎立 ",每個子細胞都會瘋狂搶奪母細胞的物質。|作者自己養的細胞
不知道大家有沒有聽說過曾經風靡一時的 " 餓死癌細胞 " 的說法?非蠢即壞的營銷號和低智媒體聲稱,可以通過控制飲食餓死腫瘤細胞而不損傷正常細胞,從而治愈癌癥。這實際上正是基于腫瘤細胞 " 食欲旺盛 " 的特點造出來的謠。
相比于正常細胞,腫瘤細胞由于能量代謝通路改變,對葡萄糖的需求量會大大提升。但僅憑這一特點,完全無法單純通過控制飲食對腫瘤細胞造成任何影響,在它們被餓死之前,更加脆弱的正常細胞,怕不是已經被餓死十遍了。
盡管如此,腫瘤細胞 " 吃得多 " 的特性確有用武之處。臨床上常用的 PET-CT 檢查,正是利用了腫瘤細胞的這種特點,把帶有放射性同位素標記的葡萄糖注射到人體內,顯示出代謝速率明顯提升的腫瘤所在位置。PET-CT 可以顯示疑似腫瘤的高代謝病灶。|PhysicsWorld
腫瘤細胞,其實更愛吃蛋白質。多年以來,人們很自然地認為,宏觀上整個腫瘤的糖消耗提升,是因為內部每一個腫瘤細胞消耗了更多的糖。雖然腫瘤內除了腫瘤細胞還有很多種免疫細胞,比如髓細胞和淋巴細胞,但它們的 " 胃口 " 似乎不如腫瘤細胞大。
一些研究表明,也許正是腫瘤細胞大量消耗了周圍環境中的葡萄糖,導致腫瘤內部的免疫細胞營養供給不足,代謝受到影響,沒辦法發揮正常的免疫清除功能,殺死腫瘤細胞。俗話說," 兵馬未動,糧草先行 ",糧食不夠,肯定打不贏。
然而,4 月 7 日,在《自然》雜志發表的一項最新研究中,科學家使用包括結直腸癌、腎癌、乳腺癌在內的六種不同腫瘤模型,反復進行體內與體外實驗,結果發現了一個顛覆傳統認知的有趣現象:在這些腫瘤中,消耗糖最多的并不是腫瘤細胞,而是免疫細胞。
他們把小鼠身上長出來的腫瘤分成一個個細胞,再把所有細胞分門別類,分別測定每種細胞的平均耗糖量,發現腫瘤內部的免疫細胞其實比腫瘤細胞還 " 貪婪 ",吃糖吃的最多,而腫瘤細胞更喜歡一種叫 " 谷氨酰胺 " 的物質(一種氨基酸,蛋白質的基本組成單位之一),吃了之后,還能反過來抑制糖的代謝通路。
這一發現,讓人不禁直呼 " 好家伙 ",原來腫瘤細胞也不傻,知道糖吃多了不行,要多攝入蛋白質!(一個不嚴謹的玩笑)腫瘤細胞更喜歡吃一種叫 " 谷氨酰胺 "(Glutamine)的氨基酸。|mskcc.org
不過,這樣的營養分配機制到底對腫瘤的生長有啥用?是不是所有腫瘤都有這樣的共性?這對腫瘤的治療有啥指示意義?目前我們還不是很清楚。在類似的問題得到科學證據回答之前,只希望不會有一篇名為《震驚!科學家發現腫瘤細胞新特性,乏氨基酸飲食或可治愈腫瘤》的文章出現在大眾視野里。
治愈腫瘤,可能嗎?如果列舉本世紀人類最大的愿望清單," 治愈腫瘤 " 一定是其中之一。想治愈腫瘤,勢必要足夠了解腫瘤。之前說了,人類的生長和衰老過程中,細胞多次分裂導致的基因突變累積,是腫瘤產生的根本原因,這也是為什么人一到五六十歲,各種腫瘤的發生率會直線上升。當人類了解了天花的致病機理,就發明出方法消除了天花,那現在人類也了解了腫瘤的產生原因,有沒有希望完全消除腫瘤呢?
在《癌癥:進化的遺產》一書中,作者寫到,基因突變是生物進化的原動力,同時也是腫瘤細胞產生的根本原因。只要有細胞分裂,就會發生基因突變,就會有腫瘤細胞生成。換句話說,腫瘤細胞是進化過程中不可避免的副產物,從這個角度來講,根除腫瘤細胞似乎是不可能的。
然而,不能根除腫瘤細胞,并不意味著不能治愈腫瘤,只要人類能找到方法,在腫瘤細胞大肆增殖繁衍、形成肉眼可見的腫瘤之前發現它們,并予以恰當的治療,腫瘤也許就能像感冒一樣,吃點藥就能控制了。
腦洞更大一點,如果人類真的在足夠了解了腫瘤細胞之后,能設法操縱其分裂,那電影中死侍跟金剛狼 " 瞬間愈合 " 的超能力,也許將不再是無稽之談。
文章來源: 劉天同,清華大學醫學院 來源:賢集網
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