研究により、食事中のフルクトースがどのように腫瘍の増殖を促進するかが明らかになりました – 出典

フルクトースの消費量は、主に飲料や超加工食品の甘味料として高フルクトースコーンシロップが広く使用されたことにより、過去 50 年間で大幅に増加しました。セントルイスのワシントン大学による新しい研究では、食事性フルクトースが黒色腫、乳がん、子宮頸がんの動物モデルにおいて腫瘍の増殖を促進することが示されています。しかし、12月4日にジャーナルに掲載された研究によると、フルクトースは腫瘍を直接促進するものではない 自然。

その代わりに、WashU の科学者たちは、肝臓がフルクトースをがん細胞にとって利用可能な栄養素に変換することを発見しました。これは、多くの異なる種類のがんのケアと治療に新たな道を開く可能性がある説得力のある発見です。

「食事療法でがんに対処できるという考えは興味深いですね」と彼は言う。 ゲイリー・パティ、マイケル・パウエルとタナ・パウエル夫妻は芸術科学化学の教授であり、医学部の遺伝学と医学の教授であり、全員がWashUに所属しています。

「腫瘍について考えるとき、私たちは腫瘍が直接摂取する食事成分に注目する傾向があります。体内に何かを入れると、腫瘍がそれを取り込むと想像します」とパティ氏は語った。 「しかし、人間は複雑です。体内に入れたものは健康な組織によって消費され、腫瘍が使用する別のものに変換されます。」

「私たちの当初の予想は、腫瘍細胞がグルコースと同じようにフルクトースを代謝し、その原子を直接利用して DNA などの新しい細胞成分を構築するというものでした。私たちが検査した腫瘍の種類ではフルクトースがほとんど代謝されなかったことに驚きました」と研究の筆頭著者は述べています。 ロナルド・ファウル・グライダー、パティの研究室の博士研究員。 「腫瘍細胞だけではすべてを語れないことがすぐにわかりました。同様に重要なのは、フルクトースを腫瘍が利用できる栄養素に変換する肝臓です。」

研究者らは、小分子が細胞や体内のさまざまな組織を移動するときにそのプロファイリングを行う方法であるメタボロミクスを利用して、高レベルのフルクトース摂取が腫瘍の増殖を促進する方法の 1 つは、血液中の循環脂質の利用可能性を高めることであると結論付けました。これらの脂質は細胞膜の構成要素であり、がん細胞の増殖には脂質が必要です。

「私たちは体中のさまざまな組織に存在する多数の異なるがんを調べましたが、それらはすべて同じメカニズムに従っていました」とパティ氏は語った。

コーンシロップの時代

科学者たちは、がん細胞が、体が好む炭水化物ベースのエネルギー源である単糖であるグルコースに対して強い親和性を持っていることを長い間認識していました。

化学構造の点では、フルクトースはグルコースに似ています。どちらも一般的な種類の砂糖で、化学式は同じですが、体内での代謝方法が異なります。グルコースは全身で処理されますが、フルクトースはほぼすべて小腸と肝臓で代謝されます。

どちらの糖も、果物、野菜、乳製品、穀物に自然に含まれています。また、多くの加工食品に甘味料としても添加されています。特にフルクトースは、過去数十年にわたってアメリカの食生活に浸透してきました。ブドウ糖よりも甘いため、食品業界で好まれています。

1960 年代以前は、人々の果糖摂取量は今日と比べて比較的少なかった。 1世紀前、平均的な人は年間わずか5〜10ポンドのフルクトースを消費していました。馴染みのある言葉で言えば、これは牛乳 1 ガロンの重さにほぼ等しいです。 21 世紀には、その数は牛乳 15 ガロンに相当するまでに増加しました。

「食料庫を調べて、フルクトースの最も一般的な形態である高フルクトースコーンシロップを含む商品を探すと、それはかなり驚くべきことです」と、サイトマンがんセンターの研究メンバーでもあるパティ氏は語った。 Barnes-Jewish HospitalとWashU Medicine、およびWashU Medicineの人間栄養センターで。

「ほぼすべてのものにそれがあります。それはキャンディーやケーキだけでなく、パスタソース、サラダドレッシング、ケチャップなどの食品も同様です」と彼は言いました。 「積極的に避けようとしない限り、それはおそらく食事の一部になっているでしょう。」

がんのフルクトースに対する食欲

ここ数十年で食事によるフルクトースの摂取量が急速に増加していることを考慮して、WashUの研究者らはフルクトースが腫瘍の増殖にどのような影響を与えるかについてさらに知りたいと考えていました。

パティとファウルグライダーは、腫瘍を抱えた動物にフルクトースを豊富に含む餌を与え、腫瘍がどれだけ早く成長するかを測定することから調査を開始しました。研究者らは、フルクトースを添加すると、体重、空腹時血糖値、空腹時インスリンレベルを変化させることなく、腫瘍の増殖を促進することを発見しました。

「それがかなり劇的な影響を及ぼしていることに私たちは驚きました。場合によっては、腫瘍の増殖速度が2倍、あるいはそれ以上に加速した」とパティ氏は語った。 「フルクトースを大量に食べることは、明らかにこれらの腫瘍の進行に非常に悪影響を及ぼします。」

しかし、実験の次のステップで最初は困惑しました。 Fowl-Grider が、シャーレ内に分離された癌細胞にフルクトースを与えるというこのテストのバージョンを繰り返そうとしたところ、細胞は反応しませんでした。 「ほとんどの場合、砂糖をまったく与えなかったのと同じくらいゆっくりと成長しました」とパティ氏は言う。

そこで、パティとファウル・グライダーは、高フルクトース食を与えられた動物の血液中の小分子の変化を調べる作業に戻りました。彼らはメタボロミクスを使用して、リゾホスファチジルコリン (LPC) を含むさまざまな脂質種のレベルの上昇を特定しました。追加の皿テストでは、フルクトースを与えられた肝細胞が LPC を放出することが示されました。

「興味深いことに、がん細胞自体は適切な生化学機構を発現していないため、フルクトースを栄養素としてすぐに利用することができませんでした」とパティ氏は述べた。 「肝細胞はそうなります。これにより、フルクトースを LPC に変換し、腫瘍に栄養を与えるために分泌できるようになります。」

がんの決定的な特徴は、悪性細胞の制御されない増殖です。細胞は分裂するたびに、膜を含む内容物を複製する必要があります。これにはかなりの量の脂質が必要です。脂質は最初から合成することもできますが、がん細胞が周囲の環境から脂質を取り込むだけの方がはるかに簡単です。

「ここ数年で、多くのがん細胞が脂質を作るよりも脂質を取り込むことを好むことが明らかになりました」とパティ氏は指摘する。 「問題は、ほとんどの脂質が血液に不溶性であり、かなり複雑な輸送機構を必要とすることです。 LPC は独特です。これらは、腫瘍の増殖をサポートする最も効果的かつ効率的な方法を提供する可能性があります。」

フルクトースを避ける

興味深いことに、ヒトのフルクトース摂取量が急増したのと同じ期間に、50 歳未満の人々の間で多くのがんの罹患率がますます増加しています。このため、これらの傾向に関連があるかどうかという疑問が生じています。 Cancer Grand Challenges からの 2,500 万ドルの支援を受けて、パティ博士は最近、WashU Medicine の外科学准教授 ying Cao 氏や世界中の他の研究者らとチームを組みましたが、この研究には誰も関与していませんでした。 考えられる接続を調査するため。

「食事のフルクトースががんの発生率にどのような影響を与えるかをより深く理解できれば、とても興味深いでしょう。しかし、この現在の研究から得られるメッセージの 1 つは、不幸にしてがんになった場合は、おそらくフルクトースを避けることを考えるべきだということです。悲しいことに、それは言うは易く行うは難しだ」とパティは語った。

研究著者らは、食事介入とは別に、この研究は薬物を使用して治療的にフルクトースによる腫瘍増殖の促進を防ぐ方法の開発に役立つ可能性があると述べた。

「これらの発見が意味するのは、疾患細胞のみを標的とする治療法に限定する必要はないということです」とパティ氏は述べた。 「むしろ、がんを治療するために健康な細胞の代謝を標的にすることを考えることができます。これは私たちの研究ではマウスでうまくいきましたが、私たちは観察を活用して患者の生活を改善したいと考えています。」

研究著者らは、WashU Medicineの臨床パートナーと協力して、食事中のフルクトースに関連する臨床試験を検討している。

この研究は、国立衛生研究所 (NIH) (R35 ES028365) から一部資金提供を受けました。