美国得克萨斯农工大学研究人员发现,深色甜樱桃中赋予果实深红色的天然植物色素——花青素,可能对一种侵袭性较强的乳腺癌产生抗肿瘤作用。小鼠实验显示,富含花青素的深色甜樱桃提取物与肿瘤生长减缓、癌细胞转移减少以及治疗耐药相关基因活性变化有关。
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研究团队来自得克萨斯农工大学农业与生命科学学院、得克萨斯农工大学农业生命研究中心,以及兽医与生物医学科学学院。研究人员重点考察了花青素对三阴性乳腺癌的影响。由于这种癌症可选择的治疗手段相对较少,且容易扩散到身体其他部位,因此一直被视为较难治疗的乳腺癌类型之一。
得克萨斯农工大学农业与生命科学学院食品科学与技术系农业生命研究中心副研究员朱莉安娜·诺拉托博士表示,三阴性乳腺癌之所以被认为是“最糟糕”的类型之一,是因为它通常侵袭性更强、恶性程度更高,并具有较高的有丝分裂指数,也就是说癌细胞分裂速度更快。这些特征使其更容易扩散至远处器官,并且相比其他乳腺癌类型更容易复发。
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三阴性乳腺癌细胞缺乏雌激素受体和孕激素受体,也不表达HER2这一参与调节细胞生长和增殖的蛋白。由于缺少这些可供靶向的分子,患者可接受的治疗选择较少,癌症也更容易发生转移,尤其是转移至肺部和大脑。
研究没有只关注原发肿瘤的大小,而是同时追踪癌症是否扩散到其他器官。这是因为癌症相关死亡的主要原因是转移。诺拉托指出,如果一个较大的原发肿瘤没有发生转移,通常仍可能通过手术等方式得到控制,甚至治愈;但一旦癌细胞扩散,治疗难度就会显著增加。
为了解花青素是否能够同时影响肿瘤生长和转移,研究人员将小鼠分为四组。第一组不接受治疗;第二组在植入肿瘤前接受花青素;第三组在肿瘤形成后接受化疗药物阿霉素;第四组同时接受花青素和化疗。这样的实验设计既可以考察花青素作为预防性干预手段的潜力,也能观察它是否有助于增强化疗效果。
结果显示,在植入肿瘤前接受富含花青素的深色甜樱桃提取物的小鼠,肿瘤生长速度较慢,且没有出现明显副作用。在实验期间,这些小鼠的体重还持续增加。
相比之下,单独接受化疗的一些小鼠出现体重下降,肿瘤生长也直到实验后期才开始减缓。而同时接受花青素和化疗的小鼠,肿瘤更早出现生长放缓,体重也得以维持。
研究人员还分析了肿瘤内部的基因表达情况。基因表达是指哪些基因被“开启”或“关闭”,可以帮助研究人员了解深色甜樱桃中的花青素影响了哪些细胞过程。
无论单独使用还是与化疗联合使用,花青素都降低了与癌症转移和治疗耐药有关的基因活性。治疗耐药是指癌细胞能够适应治疗环境,并在药物作用下继续存活的过程。
与未接受治疗的小鼠以及单独接受化疗的小鼠相比,接受花青素处理的小鼠癌细胞向肺部扩散的情况有所减少。癌细胞转移到肝脏、心脏、肾脏和脾脏的可能性也较低。不过,不同小鼠之间肿瘤的数量和大小存在差异。
为了将这些分子层面的变化与癌组织的实际变化联系起来,得克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院兽医病理学家劳伦·斯特拉纳汉博士采用组织学方法,对肿瘤组织样本进行了显微镜检查。
斯特拉纳汉评估了癌细胞分裂的速度,也就是有丝分裂指数;同时观察转移性癌细胞侵入不同器官的程度,以及这种侵入是否可能影响器官功能。她表示,部分肿瘤的有丝分裂率较高,说明癌细胞分裂得更快。
一些肿瘤组织中还出现了坏死区域,即组织死亡区域。当肿瘤生长速度过快、超过现有血液供应能力时,就可能出现这种情况。
研究人员还观察了肿瘤内部免疫细胞的情况,其中包括T淋巴细胞。T细胞能够帮助免疫系统识别并清除异常细胞,包括癌细胞。斯特拉纳汉表示,在评估癌症侵袭性时,研究人员还会关注癌细胞是否能够减少攻击它们的T细胞数量。
研究人员认为,这些结果符合癌症研究领域日益受到重视的治疗理念,即联合多种治疗方式,而不是依赖单一疗法。斯特拉纳汉表示,目前对癌症的认识表明,单一治疗手段很难对癌症产生充分效果,临床治疗可能需要综合采用多种方法。
诺拉托指出,来源于饮食的天然化合物或许能够成为这一综合策略的一部分。它们可能作用于标准治疗无法完全解决的癌症相关过程,为研究人员探索新的生物学通路提供线索。
斯特拉纳汉还强调,研究癌症这类复杂疾病,需要不同科学领域的专家开展合作。她表示,参与研究的人员拥有越多样化的专业技能,就越能从不同角度和独特视角评估实验,从而提升研究质量。
她补充说,兽医病理学家能够参与多种生物医学研究,其工作范围远不止动物健康相关课题。她表示,兽医病理学家在得克萨斯农工大学兽医医学教学医院承担大量诊断工作,同时也能够为科研提供支持。
研究人员强调,目前这些结果仍处于初步阶段。未来还需要开展更多研究,以进一步明确花青素如何影响肿瘤行为,并评估其安全性、在人体内的吸收情况,以及与现有癌症治疗联合使用的可行性。
这项研究的发表还特别致谢了为相关工作提供支持的社会群体。诺拉托表示,该论文谨献给已故的华盛顿州水果委员会主席伯德特·杰罗姆·“BJ”·瑟尔比。他对科学发现的热情以及对樱桃研究的支持,为樱桃科研工作和整个科学界留下了持久影响。
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