擼串真傷身!燒烤產生的這種物質會促進癌症轉移,上海交大最新研究闡明具體機制

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來源:梅斯醫學
作者:Swagpp
一入盛夏,燒烤“火”了!“天若有情天亦老,人間正道吃燒烤”“白天運動減肥餐,夜裡擺爛燒烤攤”“世界上沒有啥事兒是擼串不能解決的,如果有,就兩頓吧”……燒烤的香氣,可謂是夏天的標配。
國人有著濃濃的燒烤情結,夏天最解乏的方式莫過於燒烤配啤酒。在紀錄片《人生一串》中有這樣的描述:在夜晚約上三五好友,大家一起擼著烤串,說著過去的往事和對未來的期許,是獨屬於中國人的浪漫。
圖源:人生一串截圖
擼串雖爽,但你在吃小燒烤的同時,小燒烤也在“吞噬”著你的健康!
烹飪期間,如果油溫如果過高,尤其是超過300攝氏度時,食物中的脂類物質會發生熱裂解反應,釋放出大量1類致癌物,比如:致癌性非常強的苯並[a]芘(B[a]P)
燒烤屬於高溫烹調,溫度最高可達370攝氏度,所以油炸和煙燻肉類的過程會產生大量的B[a]P。在烤焦的食物中,B[a]P含量更是達到了普通食物的10-20倍,並會隨著食物攝入或吸入油煙進入人體內。
近日,來自上海交通大學醫學院的研究團隊的最新發現,更是讓人在炎炎夏日“背後一涼”——燒烤過程中產生的B[a]P會促進肝癌細胞分泌外泌體,這些外泌體能夠傳遞環狀RNA(circ_0011496),把原本健康的成纖維細胞啟用成為腫瘤相關的成纖維細胞,為肝細胞癌(HCC)的轉移“鋪路”。
https://doi.org/10.1002/cac2.12574
HCC是最常見的原發性肝癌型別,同時也是世界範圍內導致癌症死亡率較高的重要原因,5年生存率低於20%。從臨床角度上看,肺轉移是HCC進展的常見結果,亦是HCC致死的主要原因之一。
流行病學研究顯示,偏好“西方飲食”(western diet,即一種以高含量精加工糖和碳水化合物、高含量飽和脂肪酸、高含量動物蛋白以及低含量膳食纖維為特徵的現代飲食方式)的人群往往有著更高的罹患HCC的風險。伴隨著烤肉攝入,B[a]P會在體內遷移並沉積在肝臟中,加重肝臟的負擔,引發一系列的炎症反應。
令人疑惑的是,細胞和動物模型發現,持續暴露於B[a]P不會影響腫瘤細胞的生長,但會顯著增強肺特異性轉移。這一發現引起了研究者的好奇,於是他們想要探明食源性B[a]P促進肝癌轉移的具體分子機制
首先,研究者採用環境相關劑量100nmol/L的B[a]P,長期刺激HCC細胞,觀察到HCC細胞迅速轉移到了肺部。而在這個過程中,HCC分泌出來的外泌體成為了研究者的重點關注物件。
外泌體是源自內細胞膜囊泡,可以將生物活性分子從供體細胞運輸到受體細胞,大小從30到150nm不等。在外泌體的保護下,非編碼RNA能夠被運送到附近的細胞和遠處的器官,避免受到細胞外空間裡的核酸酶和pH值波動的影響而被降解。
B[a]P在HCC肺特異性轉移中的作用示意圖
為了瞭解長期暴露在B[a]P中的HCC外泌體在腫瘤細胞和受體肺部之間的信使功能,研究者分離出HCC細胞分泌的外泌體,並將其與人肺成纖維樣細胞系(HLF)共同培養。
成纖維細胞是區域性基質細胞中最豐富、最顯著的細胞群之一,活化的成纖維細胞極具可塑性和彈性,能夠與腫瘤和其他細胞型別相互作用。共聚焦顯微成像觀察到,肺成纖維細胞中出現了被綠色標記的HCC細胞分泌的外泌體,這表明肺成纖維細胞吸收了腫瘤來源的外泌體。
與外泌體共同培養一段時間之後,肺成纖維細胞中纖維化和促炎症標誌物的表達水平更高,說明它們在HCC細胞外泌體的啟用下獲得了運動和基質沉積的特殊功能。簡單來說,長期暴露於B[a]P中的外泌體促進了HLF細胞骨架的變化,使其進入纖維化迴圈的活化狀態。
B[a]P誘導的HCC細胞分泌的外泌體激活了肺成纖維細胞
緊接著,研究者從體外實驗轉移到動物實驗,給小鼠靜脈注射了暴露於B[a]P的HCC細胞外泌體,來評估B[a]P暴露對癌細胞器官轉移的影響。
結果顯示,與對照組相比,B[a]P處理後的外泌體刺激肺部出現了更高水平的促炎分子表達,以及更多的腫瘤轉移灶。
事實上, 研究者使用RT2 Profiler™ PCR陣列檢查了細胞因子的表達後發現,分析的81個基因中,有46.9%在外泌體注射組出現了超過2倍的上調,涵蓋轉移組織中的BMP家族成員、CCL家族成員、生長因子和促炎因子。該發現從基因層面再一次說明,B[a]P誘導的外泌體能為腫瘤轉移前微環境鋪路。
B[a]P誘導的外泌體對體內肺轉移的貢獻
進一步的挖掘後,研究者找到了“罪魁禍首”——circ_0011496,即B[a]P調控的外泌體中過表達的一種豐富、環狀且穩定的候選circRNA轉錄本。
具體來說,過表達circ_0011496促進了HLF的遷移,改變了病灶粘附的狀態,發揮啟用人肺成纖維樣細胞的作用;同時,使用circ_0011496轉染後的HLF表現出更高水平的纖維化和促炎基因表達。
研究者解釋道,在B[a]P的長期刺激下,HCC細胞會分泌出大量攜帶circ_0011496的外泌體。外泌體會將這些“邪惡”的circRNA運輸到靶細胞HLF中,使其在後者中“作惡”,進一步調控成纖維細胞的活化。
外泌體中circ_0011496的確認
而在受體成纖維細胞中,研究者發現,外泌體中的circ_0011496會直接與miR-486-5p競爭性結合。在這種競爭結合的過程中,miR-486-5p的功能會被抑制,進而直接調節下游的雙解絲蛋白1(TWF1)和基質金屬蛋白酶-9(MMP9)級聯,使得原本健康的成纖維細胞轉變為癌症相關的成纖維細胞。
具體來說,TWF1是一種高度保守的肌動蛋白單體結合蛋白,能夠調節細胞骨架的動力學。正常情況下,miR-486-5p會下調TWF1的表達水平;但來自外泌體的circ_0011496則會競爭性抑制miR-486-5p,使得肺部的TWF1水平有所增加。
當肺成纖維細胞中TWF1水平過高後,會進一步啟用細胞因子(如:IL11、MMP9和VEGF),促進內皮細胞血管生成,並吸引原發性HCC細胞的入侵,最終形成腫瘤轉移前微環境。
TWF1是miR-486-5p的直接下游目標
綜上所述,燒烤過程中產生的致癌物B[a]P誘導的腫瘤外泌體會向外傳遞circ_0011496,啟用肺成纖維細胞中的miR-486-5p/TWF1/MMP9級聯,從而加速了腫瘤細胞的器官間轉移,使得原本健康的肺成纖維細胞轉變成腫瘤相關成纖維細胞。
燒烤雖好吃,但也害健康。看來,快樂擼串和身體健康不能兼得啊~

參考資料:
[1]Mu W, Gu P, Li H, Zhou J, Jian Y, Jia W, Ge Y. Exposure of benzo[a]pyrene induces HCC exosome-circular RNA to activate lung fibroblasts and trigger organotropic metastasis. Cancer Commun (Lond). 2024 Jun 5. doi: 10.1002/cac2.12574. Epub ahead of print. PMID: 38840551.



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