《中国居民膳食指南》建议每天摄入足量水果和蔬菜以获取必要的营养物质,但过量摄入水果中的果糖可能引发多种疾病。
过去五十年食品工业的快速发展导致高果糖玉米糖浆作为甜味剂广泛使用,果糖消费量显著增加,尤其在奶茶中作为主要甜味来源,研究表明饮食中的果糖可能直接促进多种肿瘤的生长。
科学家普遍认为,果糖通过细胞自主摄入增强肿瘤生长,一些恶性肿瘤组织中过表达果糖转运蛋白GLUT2和GLUT5,多项研究证实,体外培养的癌细胞可以利用果糖作为能量和代谢原料。
果糖要成为癌细胞的主要燃料,必须被肿瘤组织利用,大部分饮食中的果糖在小肠和肝脏中代谢,即使在高果糖饮食下,只有少量进入循环系统,通过代谢物转移间接促进肿瘤生长可能比直接摄入果糖更有效。
美国华盛顿大学Gary J. Patti等研究人员在《Nature》上发表研究论文,题为「Dietary fructose enhances tumour growth indirectly via interorgan lipid transfer」,研究表明在多种动物肿瘤模型中,果糖补充剂能增强肿瘤生长,但不引起体重增加或胰岛素抵抗,由于癌细胞不表达酮己糖激酶-C(KHK-C),通常无法直接利用果糖,肝细胞将果糖分解转化为多种脂质,部分生成磷脂酰胆碱,作为细胞膜的主要成分,机体通过非自主细胞机制增强果糖摄入导致的肿瘤生长,为癌症治疗提供了新思路。
研究人员在斑马鱼黑色素瘤模型中发现,果糖摄入诱导黑色素瘤生长,在小鼠黑色素瘤、乳腺癌、宫颈癌等模型中均得到证实,在这些模型中,增加果糖摄入后6周内未引起胰岛素抵抗和体重增加,体外细胞培养实验显示,果糖培养基中的细胞增殖速度较慢,多种肿瘤细胞系代谢果糖的能力有限,通过同位素示踪技术,研究人员发现果糖主要通过KHK或己糖激酶进入中心碳代谢,在某些肿瘤模型中,KHK可能在增殖过程中下调,从喂食果糖的小鼠身上分离出的肿瘤中,果糖未被广泛代谢,体外和体内结果均显示肿瘤细胞不能直接代谢果糖。
鉴于癌细胞不能直接有效利用果糖碳,研究人员假设果糖通过表达KHK-C的组织(如肝脏)的代谢物转移促进肿瘤生长,实验发现,给予果糖后,原代小鼠肝细胞容易摄取果糖,通过Transwell系统将癌细胞与小鼠原代肝细胞共培养,结果显示额外的果糖摄入导致小鼠血液中多种脂质水平升高,包括溶血磷脂酰胆碱(LPC),这些LPC主要由肝细胞生成,随后被癌细胞利用,生成癌细胞的磷脂酰胆碱,为癌细胞增殖提供原料,高果糖玉米糖浆补充使血清中的几种LPC种类增加七倍以上,注射LPC足以增加肿瘤生长,药理抑制KHK-C对癌细胞无直接影响,但会降低循环中LPC水平,防止果糖介导的体内肿瘤生长。
作为可溶性脂质,肝脏合成的LPC通过血液进入循环系统,被癌细胞有效利用,为肿瘤细胞快速增殖提供基础,肿瘤生长时除局部活动频繁外,体内其他组织器官也可能帮助肿瘤增殖,这可能是肿瘤药物有效性受限的原因之一。
高果糖饮食通过增加血液中脂质(如LPCs),为快速增殖的肿瘤细胞提供脂质及营养物质,通过非自主细胞机制增强肿瘤生长,这为临床肿瘤治疗及患者护理提供了依据,控制肿瘤患者果糖摄入可能延缓肿瘤生长,并为肿瘤治疗提供新的靶点。