研究發現肌酸助力T細胞可抵抗癌症

研究發現肌酸助力T細胞可抵抗癌症

從左到右第一行:馬潔絲,楊麗麗,王雪莉和周揚。第二排,從左至右:Victor Jiaji Yu,Stefano Di Biase和Ryan Yu-Chen Wang。

根據新的UCLA研究,肌酸是運動員和健美運動員普遍採用的一種有機酸,通過儲存和分配能量來抵抗癌症,可作為免疫細胞的分子電池。

該研究在小鼠中進行,並發表在《實驗醫學雜誌》上,該研究首次表明肌酸的攝取對於CD8 T細胞(也稱為殺傷性T細胞)的抗腫瘤活性至關重要,CD8 T細胞是免疫系統的步兵。 。研究人員還發現補充肌酸可以改善現有免疫療法的功效。

Eli and Edythe Broad再生醫學中心的成員Lili Yang說:“由於過去三十年來健美和運動員廣泛使用口服肌酸補充劑,因此現有數據表明以適當劑量服用它們可能是安全的。”加州大學洛杉磯分校的幹細胞研究和該研究的資深作者。“這可以為使用肌酸補充劑以增強現有的癌症免疫療法提供一條清晰,便捷的途徑。”

該論文的發現源於Yang實驗室的研究,涉及腫瘤浸潤淋巴細胞(進入腫瘤與癌症對抗的免疫細胞)的代謝需求。研究人員檢查了這些細胞,發現從腫瘤內部獲取的殺傷性T細胞具有大量的肌酸轉運蛋白分子,這些分子位於細胞表面並控制肌酸對細胞的攝取。

“作為生物學家,我們總是在問'為什麼?'”楊說,他也是微生物學,免疫學和分子遺傳學的助理教授,也是加州大學洛杉磯分校強森綜合癌症中心的成員。“我們可以看到這些抗腫瘤T細胞增加了攝取肌酸的能力,這可能是有充分原因的,因此我們設計了實驗來確定無法獲取肌酸時會發生什麼。”

實驗室對小鼠進行了基因工程改造,從而使它們的殺傷性T細胞缺少一個稱為CrT或Slc6a8的基因,該基因負責產生肌酸轉運蛋白分子。他們發現,殺傷性T細胞不能吸收肌酸的小鼠抵抗腫瘤的能力較弱。

然後,研究小組嘗試從相反的角度驗證其假設,從而為非工程小鼠每天提供的肌酸劑量與建議給運動員和健美運動員的安全劑量相當。這種肌酸促進作用(通過注射給予某些小鼠,另一些通過口服補充劑給予)使兩組都具備了更好的抑制皮膚癌和結腸癌腫瘤生長的能力。

楊說:“綜合起來,這些發現表明,殺傷性T細胞確實需要肌酸來對抗癌症。” “沒有它,他們根本無法有效地完成工作。”

肌酸自然存在於人類和其他脊椎動物中。它主要在肝臟和腎臟中產生。大多數人的飲食中會攝取其他肌酸,其中肉和魚是主要來源。除了這些天然來源,肌酸補充劑在尋求增加肌肉質量並改善運動表現的運動員和健美運動員中也很普遍。

肌酸補充劑的流行源於以下知識:對高能量需求的細胞(如在肌肉和腦組織中發現的細胞)會在最需要的時候使用肌酸來儲存多餘的能量。

這些新發現將殺傷性T細胞添加到肌酸依賴性細胞列表中,所有這些細胞都利用兩種不同的動力來源,就像混合動力汽車一樣。第一個動力源是類似於燃料引擎的代謝過程,將葡萄糖,氨基酸和脂質等營養物質轉化為細胞的能量貨幣ATP。備用動力源是肌酸,它像混合動力汽車的電池一樣,吸收多餘的能量(在這種情況下為ATP)並存儲,以便在燃料短缺時釋放,以保持電池正常工作,直到可以燃燒更多的燃料為止。

楊說:“這種由肌酸提供動力的混合發動機系統使殺傷性T細胞能夠在必須與快速生長的腫瘤細胞競爭營養的環境中充分利用其可用能量。”

接下來,研究小組嘗試將肌酸補充劑與PD-1 / PD-L1阻斷療法相結合,PD-1 / PD-L1阻斷療法是一種預防T細胞衰竭的癌症免疫療法,已被批准用於治療廣泛的癌症,包括黑素瘤,淋巴瘤,結腸癌,肺癌,肝癌,腎臟和宮頸。他們發現,補充肌酸和抗PD-1阻斷療法可以協同工作,從而使T細胞的代謝能力得到改善,並使T細胞避免疲勞並長期有效地對抗癌症。

發現接受這種聯合療法的五分之四的小鼠已經完全根除了結腸癌的腫瘤,並且在三個月以上的時間內無腫瘤。此外,當給它們第二輪腫瘤細胞時,所有這些“癌症倖存者”小鼠都被保護免受腫瘤復發的影響,並且保持無腫瘤狀態長達六個月。

下一步,研究小組正在使用帶有人類腫瘤移植物和人類免疫細胞的特殊小鼠模型重複這些實驗。如果他們能夠在人體細胞中複製這些作用,那麼研究小組將努力確定適當的劑量,時機和方法,以補充人肌酸以增強現有的免疫療法。由於戰略已被證明有效的兩種黑色素瘤和結腸癌的小鼠模型癌症,球隊期待的結果可以適用於多種癌症。

上述實驗性聯合療法僅用於臨床前測試,尚未在人體中進行測試或未經美國食品藥品監督管理局(FDA)批准,可安全有效地用於人體。UCLA技術開發小組代表加利福尼亞大學董事會以YANG和Stefano Di Biase為共同發明人提交的專利申請涵蓋了這種新近確定的治療策略。

研究人員建議人們在將新的補充劑(例如肌酸)納入日常飲食之前,先諮詢醫生,因為補充劑可能會引起藥物相互作用和其他有害副作用的風險。長期服用高劑量肌酸可能會損害肝臟,腎臟或心臟,這是令人擔憂的。

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