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饮食中的脂肪量和体内一氧化氮水平可能会增加患癌症的风险。乌兹努萨/盖蒂图片社
  • 一种新开发的分子探针使研究人员能够在肿瘤微环境中看到一氧化氮。
  • 该探针的开发人员发现,在小鼠中,肿瘤发展的一氧化氮水平升高与高脂肪饮食之间存在联系。
  • 高脂肪饮食与癌症之间的这种关联可能会导致预防、诊断和治疗方面的进步。

一项新的研究调查了膳食脂肪和一氧化氮 (NO) 之间的联系,其中高水平的一氧化氮与炎症有关。反过来,炎症与癌症有关。

为了在分子水平上观察 NO,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 (UIUC) 贝克曼高级科学与技术研究所陈实验室的研究人员开发了一种分子探针,可以在身体组织深处产生图像。该探针名为 BL660-NO,为新研究的作者提供了肿瘤微环境内部的信息。

研究人员目测证实,与低脂饮食小鼠相比,高脂饮食小鼠体内的 NO 水平更高。

该研究的主要合著者、高级研究助理博士。Anuj Yadav 说,他们“试图了解肿瘤微环境的细微变化如何在分子水平上影响癌症进展。”

该研究发表在 ACS Central Science 上。

用 BL660-NO 探测

分子探针是一组原子或分子,用于通过检查探针与目标分子之间的相互作用来分析其他分子的性质。BL660-NO 是一种 NIR(近红外)生物发光探针。

虽然已经开发了其他基于活动的传感 (ABS) 分子探针,但 BL660-NO 是第一个专门用于成像 NO。

Jefferson Chan教授,化学副教授UIUC 和该研究的首席研究员说:

“我们小组专门制造设计分子,这使我们能够看到肉眼看不见的分子特征。我们设计这些定制的分子来发现以前不为人知的东西。”

博士。道格拉斯 D。未参与该研究的 UIUC 药物化学和生药学系副教授 Thomas 告诉《今日医学新闻》:

“他们开发了一种潜在有用的工具来测量体内 NO 水平,这并不容易。该工具可能会加快关于 NO 相关疾病(包括癌症)的研究步伐。“

“基于生物发光成像的探针对于检测肿瘤微环境中的 NO 非常有用,”密歇根大学生物医学工程副教授 Deepak Nagrath 博士说,他也没有参与这项研究。

“具体来说,基于最近对了解饮食和化学疗法的协同作用的兴趣,这项调查将揭示癌症中存在的动态和异质性,”他告诉 MNT。

BL660-NO 看到了什么

研究人员使用携带乳腺癌的 BALB/c 小鼠进行了一项饮食研究。吃高脂肪饮食(其中 60% 的卡路里来自脂肪)的老鼠变得肥胖并长出大肿瘤。他们给对照组喂食含 10% 脂肪的饮食。他们对两组的一氧化氮水平进行了成像。

研究人员还发现喂食高脂肪饮食的小鼠体内一氧化氮增加。

“这意味着肿瘤微环境是一个非常复杂的系统,我们确实需要了解它以了解癌症进展的工作原理,”该研究的合著者、陈实验室的学生研究员迈克尔李说。

“从饮食到锻炼,有很多因素会影响这一点,”Lee 说,“我们在考虑癌症治疗时并没有真正考虑到的外部因素。”

博士。托马斯并不完全相信。

“这些可能是有趣的结果。然而,这是一项小鼠研究,根据他们的发现,我认为如果没有进一步的实验,你无法在高脂肪饮食、检测到的 NO 量和更糟糕的结果之间建立因果机制联系,”他说。

一个复杂的联系:一氧化氮和癌症

虽然该研究支持肿瘤微环境中需要一氧化氮的观点,但高剂量的一氧化氮也被用于化疗作为杀死肿瘤细胞的一种手段。这表明一氧化氮与癌症之间的联系是复杂的。

博士。Nagrath 说,一氧化氮在癌细胞中以“双峰方式”发挥作用。

“低浓度的 NO 支持肿瘤生长、增殖和转移,而高浓度的 NO 通过 DNA 损伤和亚硝化应激杀死癌细胞。 NO的这种双重作用也可能取决于饮食和肿瘤微环境,”他说。

博士。托马斯说,一氧化氮和肿瘤之间的关系似乎是肿瘤类型特异性的。

“在某些情况下,NO(或产生 NO 的酶)的存在与更好的患者预后相关,但 NO 通常与更具侵袭性的癌症有关。甚至有一些实验性癌症疗法旨在将 NO 输送到肿瘤,”他说。

教授Chan 说,由于这项技术,他们能够发现这个缺失的分子链接。

“既然我们知道这种情况正在发生,我们如何预防它,以及我们如何改善这种情况?”他说。

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