
提到減肥路上的“公敵”、體檢報告裡的“超標常客”——脂肪細胞,大多數人首先想到的恐怕是“游泳圈”“啤酒肚”,甚至是暗搓搓拖垮代謝。然而,似乎早就註定了被“嫌棄一生”的脂肪細胞,此刻正上演著一場驚天逆襲。
發表於Nature Biotechnology的最新研究就帶來了突破性發現:Hai P. Nguyen 及其團隊給這群“反派角色”偷偷載入了“黑科技”:透過基因編輯工程,脂肪細胞竟化身“營養掠奪者”,在體內掀起一場針對癌細胞的“飢餓遊戲”,從而抑制腫瘤生長。這種策略被稱為脂肪操縱移植(AMT),不僅讓脂肪“逆襲”,還為癌症治療開闢了全新道路。

癌細胞的“飢餓遊戲”,
脂肪細胞的“絕地反擊”
我們知道,癌細胞之所以可怕,不僅因為它瘋狂增殖,更因為它是個“能量饕餮”。為了生存,癌細胞會“劫持”大量葡萄糖和脂肪酸,甚至讓周圍組織陷入“營養荒漠”。傳統治療藥物試圖切斷癌細胞的能量供應鏈,但往往“殺敵一千自損八百”。
這項研究另闢蹊徑:既然癌細胞靠掠奪營養壯大,何不培養一群比它“更能吃的對手”?於是,研究者將目光投向了脂肪細胞——一種本就能高效儲存能量的細胞。所以,要怎麼才能讓原本只知道囤積脂肪的細胞“勤快”起來,變成一個會自己燃燒脂肪的“能量工廠”?
研究者們瞄準了UCP1、PPARGC1A和PRDM16這三個基因,它們就像褐色脂肪細胞的“開關”,只要開啟這些開關,脂肪細胞就能從“能量儲存模式”切換到“燃燒模式”。但要精準地開啟這些基因,靠普通的方法可不行,於是研究團隊採用了CRISPRa基因編輯技術。

這些改造後的脂肪細胞不僅在基因層面發生了變化,能量代謝水平更是迎來了全面升級!

不僅如此,這些細胞的“飯量”也大大增加,吃糖更積極、燃脂更高效。無論是在正常環境還是胰島素刺激下,它們的葡萄糖攝取能力都顯著增強,簡直就是“糖分收割機”。並且,在富含脂肪酸的環境中,它們也能更高效地燃燒脂肪。
概括來說,癌細胞生長的關鍵,是依賴周圍環境中的葡萄糖和脂肪酸。但現在,CRISPRa處理的脂肪細胞變得“食量驚人”,瘋狂消耗這些營養物質,導致腫瘤微環境中的“食物”大幅減少。癌細胞一旦“斷糧”,就會陷入能量危機,最終生長受限,甚至走向死亡。
這種策略,恰好對應AMT的核心概念——透過操控脂肪細胞的代謝,讓它們在腫瘤微環境中和癌細胞展開“生存競賽”,最終讓癌細胞“餓死”。
隨後,研究人員將改造後的脂肪細胞和五種“兇名在外”的癌細胞——乳腺癌、結直腸癌、胰腺癌、前列腺癌細胞共培養。

不過,癌細胞可不是坐以待斃的“傻白甜”。它們最擅長兩招“保命”技能:快速糖酵解和脂肪酸氧化。要想徹底擊潰它們,必須雙管齊下——而“棕色化”脂肪細胞,居然就是“代謝戰”的高手。
研究者還發現,與改造脂肪細胞共處的癌細胞,“吃糖”能力明顯下降。它們不僅葡萄糖攝取量減少,連糖酵解核心基因(GCK、GLUT4)也集體“罷工”,表明其葡萄糖代謝能力受到了抑制,相當於切斷了癌細胞的“快充電源”。

換言之,CRISPRa處理的脂肪細胞透過削弱癌細胞的糖代謝和脂肪酸代謝,從多個層面“餓死”癌細胞。

和癌細胞“同居”後,
脂肪類器官成功“反殺”

那麼,這些CRISPRa修飾的脂肪組織類器官究竟是怎麼打擊腫瘤細胞的呢?研究團隊對腫瘤組織進行了更深入的分子分析。

也就是說,經過CRISPRa修飾的脂肪組織類器官不僅能有效抑制腫瘤生長,還能改善腫瘤微環境。

“超級脂肪”讓腫瘤“吃不飽,長不大”
由此看來,脂肪不僅是“囤積熱量的小倉庫”,還是影響全身代謝的“幕後boss”。於是,研究者突發奇想:如果能改造脂肪,讓它變得更有活力,是否能反過來“餓死”腫瘤呢?為了驗證這個思路,研究團隊用CRISPRa激活了Ucp1基因,讓脂肪組織“燃燒得更旺”,看看能不能對抗癌症。結果讓人眼前一亮——不管是胰腺癌還是乳腺癌,這種“超級脂肪”都展現出了強大的抗癌能力。

另外,腫瘤的血管數量變少、低氧環境減輕、細胞凋亡增多,也顯示出一個明顯的趨勢:腫瘤“吃不飽”,活力大減。
更有意思的是,這些小鼠的血清胰島素水平顯著降低。這可不是個小細節——癌細胞就像“糖癮患者”,特別依賴血糖和胰島素提供能量。當胰島素減少,腫瘤的“口糧”也被斷了,進一步限制了它的生長。
既然“超級脂肪”能對付胰腺癌,那乳腺癌呢?研究團隊換了個小鼠模型——MMTV-PyMT乳腺癌小鼠,並把“超級脂肪”植入乳腺旁邊(近距離攻擊)和背部(遠距離干擾)兩處。

類似地,和胰腺癌一樣,乳腺癌小鼠的血清胰島素水平也下降了,再次印證了一個可能的機制——透過改變脂肪組織的代謝方式,影響全身能量分配,讓腫瘤難以“搶食”。

簡單來說,透過基因編輯增強脂肪組織的“燃燒”能力,可以間接“餓死”腫瘤。不管是胰腺癌還是乳腺癌,甚至不管脂肪組織離腫瘤遠近,“超級脂肪”都能產生顯著的抗癌效果。
這背後的“奧秘”也很有意思:腫瘤細胞是能量“掠奪者”,但如果身體裡的脂肪“消耗戰力”提升了,腫瘤就難以搶到所需的“口糧”。而且,胰島素水平的下降,也讓腫瘤細胞的生存環境更加惡劣,最終導致它“吃不飽、長不大”。
最後,研究人員還展示了AMT技術的“自由發揮”空間,證明它不僅能精準打擊特定目標,還能像“私人訂製”一樣,根據不同的需求調整策略。
舉個例子,他們選取了一種特別“挑食”的癌細胞——胰腺導管腺癌。這種癌細胞對尿苷依賴度極高,簡直到了“離了尿苷活不了”的程度。而AMT技術透過上調脂肪細胞中的UPP1基因,成功切斷了癌細胞的尿苷供應,讓它們陷入“斷糧危機”,生長被大大抑制。
這個發現釋放出一個重要訊號:AMT技術不僅是單打獨鬥的“武器”,還可以針對不同的代謝弱點“量身定製”治療方案,對抗各種型別的癌症。換句話說,未來或許可以透過“精準餓死”不同的癌細胞,讓它們在不知不覺中失去生存能力。好比在戰場上,不是正面硬剛,而是悄悄切斷敵軍的糧道,讓它們不戰自敗。
總的來說,這項研究首次提出利用“代謝競爭”作為抗癌策略,並展示了在多種癌症模型中的有效性。研究表明,工程化脂肪細胞不僅能與癌細胞競爭營養,還能減少腫瘤微環境中的血管生成和低氧水平,從而進一步抑制癌細胞生長。此外,透過特定基因改造(如上調UPP1),可以針對不同腫瘤型別進行“定製化”治療。
想不到,曾經讓人頭疼的“贅肉”,現在成了抗癌“黑科技”的主角——脂肪細胞,真的翻身了!這些曾被視為能量儲存“倉庫”的脂肪細胞,如今在基因編輯技術的助力下,成功實現了“改邪歸正”。搖身一變,成為了能夠與癌細胞一較高下的“營養掠奪者”。在抗癌的戰場上,脂肪細胞正書寫著一部全新的“劇本”。