“快乐水”竟成“催命符”?肠癌转移背后的“甜蜜阴谋”
结直肠癌(CRC)是全球第三大常见癌症、第二大癌症死亡原因。尽管早筛和诊治手段不断进步,转移仍是晚期患者死亡的主因。近年来,年轻人群CRC发病率持续上升,环境与生活方式成为研究焦点。
含糖饮料(SSBs)因其高果糖与葡萄糖含量(比例接近1:1)而备受关注。自20世纪80年代起,全球SSB消费量持续攀升:美国超半数成年人及近三分之二青少年每日饮用,趋势与早发性CRC发病率同步上升。动物实验已证实,SSB可在不依赖肥胖的情况下直接促进CRC早期发生;大型人群研究亦发现,SSB摄入可使早发性CRC风险翻倍。然而,这些研究多聚焦于肿瘤起始阶段,SSB是否及如何驱动CRC晚期进展,尤其是转移,机制尚不清楚。虽有队列研究提示SSB摄入与复发或死亡相关,但缺乏系统机制阐释。
25年9月19日,美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心Jihye Yun团队在《Nature Metabolism》期刊上发表了一篇题为“Fructose and glucose from sugary drinks enhance colorectal cancer metastasis via SORD”的研究论文,该研究旨在探讨了SSB是否通过葡萄糖和果糖的联合作用,促进CRC细胞的迁移和转移,并深入揭示了其背后的分子机制。
果糖与葡萄糖的协同作用增强CRC细胞迁移和侵袭能力
通过体外实验表明,葡萄糖与果糖的混合使用,相较于单一糖分,能显著增强结直肠癌细胞的迁移与侵袭能力。该协同效应在多种细胞系中得到明确证实,是驱动CRC转移的关键因素。
SORD酶在果糖-葡萄糖协同作用中的核心地位
山梨醇脱氢酶(SORD)在此过程中发挥核心作用。在葡萄糖与果糖共存的条件下,SORD表达与活性显著上调,通过逆向催化多醇途径反应,将果糖还原为山梨醇,同时实现NAD⁺的再生。这一反应有效提升了细胞内NAD⁺/NADH比值,缓解了糖酵解过程中的辅酶限制,从而增强糖酵解通量并激活三羧酸(TCA)循环,为细胞迁移与侵袭提供充足的能量和生物合成前体。
为进一步验证SORD的功能,利用基因编辑技术构建SORD敲除的CRC细胞模型。结果显示,在缺失SORD后,即使存在葡萄糖与果糖,细胞的迁移与侵袭能力也显著降低,进一步确认了SORD在促进结直肠癌转移中的关键地位。
果糖-葡萄糖混合物通过SORD促进CRC转移的体内验证
为验证体外实验结果,通过盲肠原位注射、脾内注射及结肠黏膜注射等多种小鼠模型,系统评估了葡萄糖与果糖混合物对结直肠癌转移的影响。实验结果显示,与单独摄入葡萄糖或普通水的小鼠相比,长期摄入葡萄糖-果糖混合液的小鼠肝脏中转移灶数量显著增多。
进一步机制验证表明,在SORD基因敲除或使用SORD特异性抑制剂的小鼠中,葡萄糖与果糖联合促转移的效应被明显抑制,肝脏转移负荷显著降低。该结果在多种模型中均得到一致验证,充分证明SORD在介导果糖-葡萄糖协同促进结直肠癌转移过程中起着不可或缺的关键作用。
果糖-葡萄糖混合物通过SORD激活甲羟戊酸途径促进CRC迁移
SORD所驱动的NAD⁺再生进一步激活了甲羟戊酸代谢途径,从而将上游的糖代谢与CRC细胞的迁移表型相关联。该途径负责合成胆固醇与异戊二烯等细胞运动所需的关键因子。研究证实,抑制该途径的限速酶HMGCR可有效阻断细胞迁移,有力地支持了甲羟戊酸途径是SORD促进CRC转移的关键下游效应器。
结论
该研究首次揭示SSBs中的葡萄糖与果糖可通过SORD介导的代谢重编程,协同促进CRC转移。具体机制为:Glu+Fru激活SORD逆向反应,提升NAD⁺/NADH比值,缓解糖酵解中NAD⁺限制,增强糖酵解与三羧酸循环通量,进而激活甲羟戊酸途径,最终推动CRC细胞迁移、侵袭与体内转移。SORD在人类结直肠肿瘤,尤其是干细胞样亚群中高表达,是CRC转移的关键代谢调控因子。这从理论层面填补了饮食因素驱动CRC转移的机制空白,确立了“SORD–NAD⁺/NADH–甲羟戊酸途径”这一新型代谢轴;在临床层面提出三重干预策略:靶向SORD或调控NAD⁺/NADH比值以抑制转移、在他汀类药物适用人群中探索其抗转移潜力,以及加强对CRC患者(特别是晚期)SSB摄入的饮食管理。
未来研究可进一步探索SSBs对肿瘤微环境(如免疫细胞与菌群)的调控作用,并深入解析SORD影响甲羟戊酸通路基因表达的具体机制,为CRC转移防治提供新靶点与综合干预依据。
原文链接:https://doi.org/10.1038/s42255-025-01368-w
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