自鮑林關(guān)于維生素C的言論發(fā)布以來,維生素C的功能一直是研究的熱點,為人們所關(guān)注。同時,研究學(xué)者們也十分熱衷于挖掘它與癌癥的關(guān)系。
近日在《Nature》(Agathocleous團(tuán)隊)和《Cell》(Cimmino團(tuán)隊)上分別有文章報道了維生素C與白血病及其他癌癥關(guān)系的研究。
維生素化學(xué)結(jié)構(gòu)式
維生素C(英語:VitaminC,又稱L-抗壞血酸)為酸性己糖衍生物,是烯醇式己糖酸內(nèi)酯,Vc主要來源新鮮水果和蔬菜,是高等靈長類動物與其他少數(shù)生物的必需營養(yǎng)素。
最新研究
細(xì)胞代謝底物,中間體以及最終產(chǎn)物都具有影響細(xì)胞識別和轉(zhuǎn)化為癌癥的可能性。
在
干細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域,兩篇發(fā)表在國際頂級期刊的文章都提到了維生素C在這其中發(fā)揮著獨(dú)特的作用,揭示了維生素C抑制白血病及其他癌癥的的作用機(jī)理。
他們的研究表明:
人體內(nèi)維生素C(抗血酸鹽)含量的高低可以通過對Tet2基因表達(dá)產(chǎn)生影響從而調(diào)節(jié)血液形成血液干細(xì)胞的數(shù)量和功能。
Tet基因圖片
人類的急性髓系白血病(AML)大多帶有Tet2基因的突變
在以往,限制研究人員無法很好的進(jìn)行干細(xì)胞中代謝物的研究的原因是:這種大型的研究往往需要上百萬的細(xì)胞,然而人們很難開展這項研究是因為小鼠體內(nèi)可以供研究的血液干細(xì)胞(HSCs)只占細(xì)胞組成的不到0.01%,這就使得很多研究無法獲得足夠的干細(xì)胞來進(jìn)行研究。
為了克服這種困難,Agathocleous團(tuán)隊開發(fā)出了一種新的研究方法可以在低于樣本量低于10000的血液干細(xì)胞的情況下對其中的代謝產(chǎn)物進(jìn)行研究。
通過使用這種研究方法:他們發(fā)現(xiàn)在不同階段的小鼠血細(xì)胞的代謝特征存在明顯差異。
研究人員發(fā)現(xiàn):
維生素C的含量在未成熟的干細(xì)胞和原始細(xì)胞中的含量要比已經(jīng)分化成熟的其他細(xì)胞中的含量要高出2倍到20倍。
而最最關(guān)鍵的一點是:
研究人員在人體的血液細(xì)胞中也證實了這一觀點!這也就意味著這項研究結(jié)果對于人體來說也是同樣適用的!
于是接下來Agathocleous的團(tuán)隊開始研究,確定維生素C水平是否具有調(diào)節(jié)HSC數(shù)量和功能的作用。
對于小鼠的研究,當(dāng)然不像在人體進(jìn)行研究這么簡單。
因為人類攝取維生素C的方式完全依賴所吃的食物,而小鼠本身就可以產(chǎn)生一種氧化酶(古洛糖內(nèi)酯氧化酶(Gulo)),這種酶可以在小鼠肝臟內(nèi)合成維生素C。
當(dāng)然如果小鼠無法產(chǎn)生這種酶,那么依舊需要通過進(jìn)食來獲取維生素。
于是第一組實驗便這樣誕生了:將體內(nèi)缺乏Gulo的小鼠作為實驗組,將正常的小鼠作為對照組。
研究發(fā)現(xiàn):體內(nèi)缺乏Gulo的小鼠在維生素C攝入量不足的情況下產(chǎn)生了維生素C缺乏癥。而這些小鼠比對照組產(chǎn)生了更多的血液干細(xì)胞HSCs,并且這些干細(xì)胞的功能更加強(qiáng)大,這也和細(xì)胞在
骨髓移植實驗中重新補(bǔ)充受體小鼠的血液系統(tǒng)的能力所發(fā)生的事情一樣。
維生素C對干細(xì)胞生物學(xué)和白血病的影響(維生素C是酶Tet2的輔因子)
學(xué)術(shù)內(nèi)容:就是具Tet2催化DNA去甲基化的中間步驟,將分子5-甲基胞嘧啶轉(zhuǎn)化為5-羥基甲基胞嘧啶(5hmC)。Tet2的
遺傳滅活同維生素C耗盡有很大的關(guān)聯(lián),從而可以導(dǎo)致HSC數(shù)量增加,即HSC分化增加。
根據(jù)“維生素C耗盡可以導(dǎo)致5hmC水平降低(即Tet2活性降低)”這一點來進(jìn)行推論,研究人員設(shè)計了第二個實驗:他們將小鼠分為:缺乏Tet2組,缺乏Gulo組,和兩者都缺乏組機(jī)進(jìn)行研究。
從研究結(jié)果來看:這三組之間5hmC水平和HSC功能僅有輕微差異。這就意味著:維生素C耗盡在很大程度上由Tet2主導(dǎo)。
而這一結(jié)果也被Cimmino團(tuán)隊采用的替代療法證實。
Cimmino團(tuán)隊研究在完全缺乏Tet2的小鼠身上持續(xù)的Tet2失活是否會增加HSC活性以及對白血病的敏感性,通過在老鼠體內(nèi)不斷重復(fù)Tet2耗盡和恢復(fù)的過程來進(jìn)行研究。
研究發(fā)現(xiàn):在小鼠中恢復(fù)Tet2表達(dá),逆轉(zhuǎn)了由Tet2損失引起的HSC功能的增強(qiáng)和HSC的分化。
接著Cimmino團(tuán)隊從藥理學(xué)的基礎(chǔ)上獲得了同樣的研究結(jié)果,使用維生素C來恢復(fù)體外和體內(nèi)的Tet2活性。
而使用維生素C治療使得小鼠體內(nèi)的5hmC升高,抑制了HSC的自我更新,并且可以逆轉(zhuǎn)一部分Tet2變種動物中出現(xiàn)的部分分化缺陷。
在與之相對應(yīng)由Tet2突變引起的疾病便是人類的急性髓系白血病(AML)。因此,Agathocleous團(tuán)隊和Cimmino團(tuán)隊都檢查了維生素C對癌癥的影響。
Agathocleous團(tuán)隊利用導(dǎo)致AML發(fā)生的兩種誘因(包括Tet2突變和FLT3-ITD基因的過分表達(dá))來制作符合研究的小鼠模型。(在人類的AML病例中20–30%存在這兩種突變)
研究人員發(fā)現(xiàn)維生素C的消耗導(dǎo)致Tet2功能受損加速了這些白血病的生長。
而在進(jìn)一步的研究中,科研人員發(fā)現(xiàn):這種情況可以通過膳食圖蟲維生素C來逆轉(zhuǎn)。
Cimmino團(tuán)隊從人身上提取AML細(xì)胞,分成兩組:一組在體外進(jìn)行研究,一組將其移植到小鼠體內(nèi)進(jìn)行研究。
在這兩種情況下:
研究人員均發(fā)現(xiàn)維生素C的補(bǔ)充都誘導(dǎo)了細(xì)胞分化導(dǎo)致AML細(xì)胞的死亡。而在小鼠體內(nèi),這種變化抑制了AML細(xì)胞的擴(kuò)散。
Vc現(xiàn)狀
自上世紀(jì)70年代以來,維生素C對人類健康的影響,尤其是對癌癥的影響,一直是爭論的焦點。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),低維生素C與心血管疾病和癌癥的死亡人數(shù)之間存在各種各樣的聯(lián)系。
而與之相對應(yīng)的:
目前癌癥治療的臨床試驗并沒有提供任何證據(jù)證明維生素C補(bǔ)充劑對腫瘤的生長或存活有抑制的作用。
對于研究和臨床之間存在這么大差異的解釋可能是維生素C補(bǔ)充劑只對真正缺乏維生素C的人有效,而維生素C缺乏的人僅占美國人口總數(shù)的7%。
事實上,在健康個體的血液系統(tǒng)中,在HSCs中出現(xiàn)的突變通常包括TET2突變。這種情況會隨著年齡的增長而增加(在70歲以上人群中增加到10%以上),這種突變會引起炎癥,并且與心血管疾病和白血病的發(fā)展有顯著增加的風(fēng)險。
目前的研究為維生素C缺乏改變HSC功能并可能影響白血病和其他疾病的風(fēng)險提供了支持。在未來,包括綜合臨床、基因和新陳代謝數(shù)據(jù)在內(nèi)的大規(guī)模人口研究可能會定義維生素C與癌癥、心血管疾病和死亡之間的治療相關(guān)性。這些研究在進(jìn)一步推動Tet2突變、維生素C、炎癥和癌癥之間的關(guān)系的發(fā)展顯得尤為重要。
之前進(jìn)展
而在此前的研究中,維生素C和Tet2的功能與炎癥有關(guān),而炎癥也與干細(xì)胞功能、心血管疾病和癌癥風(fēng)險有關(guān)。而之前闡述維生素C與癌癥之間的機(jī)制有兩個。
與產(chǎn)生氧化分子有關(guān)
第一個是來自馬里蘭州貝塞斯達(dá)的國家衛(wèi)生研究院(NIH)的分子和臨床營養(yǎng)科馬克·萊文(MarkLevine)團(tuán)隊發(fā)現(xiàn):
維生素C在有金屬存在的情況下可以產(chǎn)生
過氧化氫分子。
這種分子是十分強(qiáng)大的氧化劑,癌細(xì)胞的殺傷力十分巨大,當(dāng)然對于正常的細(xì)胞也會有傷害。
通過注射來提高維生素C在體內(nèi)的水平對癌癥細(xì)胞可以產(chǎn)生足夠的氧化損傷,從而導(dǎo)致細(xì)胞自體凋亡程序,使細(xì)胞死亡。
維生素C可以“餓”死癌細(xì)胞
這個觀點由英國曼徹斯特大學(xué)索爾福德大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究中心Michaelp.Lisanti團(tuán)隊提出,他們在研究中發(fā)現(xiàn)癌癥干細(xì)胞(CSCs)嚴(yán)重依賴線粒體來促進(jìn)新陳代謝。
其實也不難想象,正常的細(xì)胞維持自身的運(yùn)轉(zhuǎn)就需要大量的能量,而癌細(xì)胞一直處于高度分化的狀態(tài),其需要的能量自然就大得多。(線粒體是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量的小結(jié)構(gòu))
而葡萄糖要進(jìn)過糖酵解來產(chǎn)生能量。
當(dāng)然最多的能量釋放是丙酮酸在線粒體中的一系列生化反應(yīng),從而釋放巨大的能量。
而Lisanti的研究與Cantley博士的研究結(jié)果一致:維生素C能誘導(dǎo)CSCs氧化應(yīng)激,抑制一種與糖酵解過程中的關(guān)鍵酶。
沒有糖酵解意味著沒有丙酮酸的產(chǎn)生,而丙酮酸一旦消失不見則意味著線粒體沒有原始材料來產(chǎn)生能量。那么顯而易見的結(jié)果就是癌癥干細(xì)胞被活活“餓”死。
Vc須知
前面提到的,在這里也再次重申一下:
目前癌癥治療的臨床試驗并沒有提供任何證據(jù)證明維生素C補(bǔ)充劑對腫瘤的生長或存活有抑制的作用。
至少,補(bǔ)充維生素C可以治療壞血病。
而還需要強(qiáng)調(diào)的一點是:
研究中使生物體內(nèi)的維生素C達(dá)到較高的水平,并不是依靠吃檸檬或者吃維生素C片達(dá)到的。
人體會自行將維生素C保持在一個合理且適當(dāng)?shù)乃健?/div>
當(dāng)我們從飲食中獲得更多的維生素C的時候,機(jī)體就會將多余的維生素C通過尿液排出。
而在實驗中,要達(dá)到高水平的維生素C的狀態(tài),一般都是通過注射來達(dá)到這個目的。
所以,不要盲目的補(bǔ)充維生素C,也不需要吃過多的檸檬以及其他含有維生素C的水果,于已無益還浪費(fèi)錢。此前美國也有研究指出過多的攝入維生素C會產(chǎn)生對人體不利的影響。
目前建議成人每天的維生素C最佳攝入量為100毫克。
正常的一杯200ml的鮮榨橙汁(檸檬汁)即可滿足人體的正常需求。
如果把100mg的維生素C換算成食物地話:
相當(dāng)于90克花莖甘藍(lán),或2個獼猴桃,或150克草莓,或1個柚子,或150克菜花。