Nature:维生素 C 不足或诱发白血病

来源:学术经纬 / 作者: / 2017-08-22
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莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)是一名极具传奇色彩的科学家。他曾两度获得诺贝尔奖,在人类的科学史上留下了浓墨重彩的篇章。在一些榜单中,他甚至被选为是人类史上最重要的 20 名科学家之一。鲍林晚年曾极力提倡服用大剂量的维生素 C 来保持健康,他本人也亲自践行这个理论,并活到了 93 岁的高龄。但这一观点并没有得到学术界的广泛认可,还引起了巨大的争议——许多研究表明,服用大剂量的维生素 C 对健康并没有明显好处。

科学的魅力就在于我们能够不断打破固有的观点,做出新的发现。最近,两项“背靠背”的重磅研究再次让人们开始关注维生素 C 与健康的联系。上周,发表在《细胞》上的一项研究表明,服用维生素 C,可以起到抑制白血病进展的效果。今日,《自然》也发表了一项研究,做出了同样的发现。这两项发表在顶级期刊上的研究,或许将让研究人员重新审视维生素 C 在白血病控制中的作用。

今日《自然》杂志发表的论文的通讯作者是美国德克萨斯大学西南医学中心(University of Texas Southwestern Medical Center)的 Sean Morrison 教授,他的团队的研究方向是弄清调控干细胞和癌细胞功能的分子机制。在培养基中,研究人员早已发现,代谢物水平会影响干细胞的命运。然而,这毕竟是体外实验。在体内,正常组织中的代谢物水平,是否也会影响到干细胞的功能呢?这正是这支团队想要回答的问题。

研究人员选择造血干细胞(HSC)作为他们的研究对象。他们在小鼠的骨髓中分离出了大约 10000 个造血干细胞,并利用优化的代谢组学方法,检测到了大约 60 种不同的代谢物。随后,他们将这些细胞里的代谢物水平与多能祖细胞(MPP)进行比较。研究发现,在这两种都具有分化能力的细胞群体中,维生素 C(抗坏血酸)都是最为富集的代谢物。进一步的研究发现,随着细胞的不断分化,细胞内的维生素 C 水平逐渐降低。这些物质对于细胞的功能,究竟起到了啥作用呢?

▲在造血干细胞与多能祖细胞里,维生素 C 的相对水平都较高(图片来源:《自然》)

为了回答这个问题,Morrison 教授与他的同事们敲除了小鼠体内的 GULO 基因,它能合成维生素 C。这样一来,小鼠就和人一样,仅能依靠食物摄入来获取维生素 C,无法通过自身合成。利用这个模型,研究人员能精准地评估维生素 C 对于健康的影响。研究发现,当小鼠系统性地失去维生素 C 后,其造血干细胞的功能意外地得到了增强,这在一定程度上能增加小鼠出现白血病相关变异的风险,加速白血病形成!

这是为什么呢?研究人员进行了进一步的系统研究。他们发现,在培养基的细胞中,维生素 C 能增强一种叫做 Tet 的酶的活性,而之前的研究表明,Tet 的失活突变和白血病的发生有关。当 Tet 突变和其他突变同时出现时,就会增加造血干细胞的活性和自我更新,诱发白血病。这一点和维生素 C 缺乏的小鼠中观察到的结果惊人相似。

结合这些数据,一个假说呼之欲出——维生素 C 缺乏,可能让 Tet 的功能得到抑制。当小鼠体内出现其他突变时,白血病就很容易诞生。

▲上周发表在《细胞》上的一项研究同样表明 Tet 蛋白是诱发白血病的关键(图片来源:《细胞》)

研究人员们随后在小鼠的饮食中添加了维生素 C,并发现 Tet 的催化产物水平得到了恢复,造血干细胞的活性也得到了控制。这个结果证实,Tet 的确是维生素 C 不足诱发白血病的关键。

下一个问题可能是许多人关心的重点:服用维生素 C 能起到抑制白血病的作用吗?在罹患白血病的小鼠模型里,喂食维生素 C 显著延长了它们的生存期!尽管这一实验尚未在人体内进行重复,研究人员已经在人类的细胞中测试了维生素 C 的功效。研究表明人类造血干细胞对于维生素 C 有着类似的反应。

▲喂食维生素 C 后(蓝线),小鼠的生存期比维生素 C 水平较低的同伴(红线)有着显著延长(图片来源:《自然》)

在文章的最后,研究人员们指出,在西方国家,个体之间的维生素 C 水平差异极高,可相差 10 倍之多!那些维生素 C 水平最低的 25% 的男性,死于癌症的风险要显著更高。尽管目前的临床试验尚没有证实口服维生素 C 能对癌症患者带来裨益,研究人员依旧表示,这些数据表明人们最好从饮食中摄取充足的维生素 C,确保 Tet 能够正常工作,并潜在抑制肿瘤。

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