科學家利用脂肪細胞餓死癌細胞的新突破
舊金山加州大學（UC San Francisco）的科學家們開創了一種創新的抗癌方法，利用經過基因改造的脂肪細胞來對抗癌症。抽脂和整形手術看似與癌症治療毫無關聯，但它們卻啟發了這一突破性的新途徑。
研究人員運用CRISPR基因編輯技術，將普通的白色脂肪細胞轉化為米色脂肪細胞。米色脂肪細胞能夠積極燃燒卡路里以產生熱量。為了測試其效果，科學家們就像整形醫生將脂肪從身體的一個部位轉移到另一個部位那樣，把這些經過改造的脂肪細胞植入腫瘤附近。結果顯示，這些經改造的脂肪細胞迅速消耗營養物質，使腫瘤細胞失去了生存所需的能量來源。值得注意的是，即使在小鼠身上將脂肪細胞放置在遠離腫瘤部位的地方，這種方法依然有效。
舊金山加州大學人類遺傳學研究所所長、生物工程與治療科學系教授納達夫・阿希圖夫（Nadav Ahituv）博士表示，由於這種方法是基於現有的醫學程式，它可能為一種有前景的新癌症療法更快地轉向臨床應用鋪平道路。他還指出，這些脂肪細胞在實驗室中很容易被操縱，並且可以安全地放回體內，使其成為包括癌症在內的細胞療法的一個有吸引力的平臺。
阿希圖夫和他當時的博士後海・阮（Hai Nguyen）博士知道有研究表明，暴露在寒冷環境中可以抑制小鼠體內的癌症。有一個顯著的實驗甚至顯示，它可以幫助一名非霍奇金淋巴瘤患者。科學家們得出結論，癌症細胞被餓死是因為寒冷啟用了棕色脂肪細胞，這些細胞利用營養物質來產生熱量。然而，對於健康狀況脆弱的癌症患者來說，冷療並不是一個可行的選擇。
因此，阿希圖夫和阮將目光轉向了米色脂肪細胞。阮利用CRISPR技術啟用了白色脂肪細胞中處於休眠狀態但在棕色脂肪細胞中活躍的基因，希望找到能將白色脂肪細胞轉化為最「飢餓」的米色脂肪細胞的基因。一個名為UCP1的基因脫穎而出。
隨後，阮在一個跨孔培養皿中培養了UCP1米色脂肪細胞和癌細胞。癌細胞在底部，脂肪細胞在上方的隔間裡，隔間使細胞分開，但迫使它們共享營養物質。結果令人震驚。阿希圖夫回憶道：「在我們的第一個跨孔實驗中，幾乎沒有癌細胞存活下來。我們以為自己搞錯了，肯定這是個錯誤。所以，我們多次重複實驗，結果總是一樣。」
米色脂肪細胞對兩種不同型別的乳腺癌細胞以及結腸癌、胰腺癌和前列腺癌細胞都有抑制作用。但研究人員仍然不確定植入的米色脂肪細胞在更接近現實的情況下是否有效。於是，科學家們轉而使用脂肪類器官（在培養皿中培養的細胞團），觀察它們在植入小鼠腫瘤旁邊時是否能擊敗腫瘤細胞。結果顯示，這種方法對乳腺癌、胰腺癌和前列腺癌細胞都有效，脂肪細胞吞噬了所有可用的營養物質，導致癌細胞被餓死。
植入的米色脂肪細胞非常強大，它們甚至抑制了那些有遺傳傾向患癌症的小鼠體內的胰腺癌和乳腺癌腫瘤。即使米色脂肪細胞被植入在遠離乳腺癌細胞的地方，這種方法仍然有效。
為了觀察它們在人體組織中的效果，阿希圖夫和阮與舊金山加州大學的乳腺癌專家珍妮弗・羅森布盧斯（Jennifer Rosenbluth）博士合作。羅森布盧斯收集了大量包含脂肪細胞和癌細胞的乳腺癌乳房切除組織。阿希圖夫說：「因為乳房中有很多脂肪，我們可以從同一患者身上獲取脂肪，對其進行改造，然後在一個跨孔實驗中與該患者自己的乳腺癌細胞一起培養。」這些來自同一患者的米色脂肪細胞在培養皿中以及植入小鼠模型時都擊敗了乳腺癌細胞。
考慮到癌症細胞有偏好的營養來源，研究人員對脂肪細胞進行了設計，使其只消耗某些營養物質。例如，某些型別的胰腺癌在葡萄糖稀缺時依賴尿苷。於是，他們對脂肪細胞進行了程式設計，使其只消耗尿苷，結果輕易地擊敗了這些胰腺癌細胞。這表明脂肪細胞可以根據任何癌症的營養偏好進行調整。
阿希圖夫表示，在活細胞療法方面，脂肪細胞有很多優勢。脂肪細胞很容易從患者身上獲取，在實驗室中生長良好，並且可以被改造以表達不同的基因，承擔不同的生物學角色。而且，它們被放回體內後表現良好，不會偏離植入位置，並且與免疫系統和平共處。這一點在整形手術數十年的發展中得到了證實。
阿希圖夫還指出，脂肪細胞與外界環境的相互作用較少，因此很少擔心細胞會洩漏到體內而引發問題。此外，脂肪細胞還可以被程式設計發出訊號或執行更複雜的任務。它們即使不在腫瘤旁邊也能擊敗癌症的能力，對於治療像膠質母細胞瘤這樣難以觸及的癌症以及許多其他疾病可能具有不可估量的價值。阿希圖夫說：「我們認為這些細胞還可以被設計用於感知血液中的葡萄糖並釋放胰島素，用於治療糖尿病；或者在血色素沉著症等鐵過多的疾病中吸收鐵。這些脂肪細胞的潛力無限。」
該研究論文《在癌症模型中植入工程脂肪細胞可抑制腫瘤進展》於2025年2月4日發表在《自然・生物技術》雜誌上，DOI: 10.1038/s41587 - 024 - 02551 - 2 。除了阿希圖夫、阮和羅森布盧斯之外，舊金山加州大學的其他作者還包括凱利・安（Kelly An）、伊藤佑介（Yusuke Ito）等。該研究部分由舊金山加州大學桑德勒突破生物醫學研究計劃、舊金山加州大學活體治療計劃、美國國家衛生研究院（1R01DK124769, 1R01CA283826）和加州再生醫學研究所資助。阿希圖夫是Regel Therapeutics公司的聯合創始人，並擔任其科學顧問委員會成員。阿希圖夫還從BioMarin製藥公司獲得資助，並已提交了涵蓋論文中所披露的實施方案和概念的專利申請。
