撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
腫瘤細胞具有極強的代謝能力，能夠透過重程式設計代謝途徑來利用周圍的營養物質，例如葡萄糖和脂肪酸，以支援其生長和生存。腫瘤微環境中的缺氧和營養匱乏條件促使腫瘤細胞依賴這些代謝途徑。因此，靶向腫瘤代謝的療法成為治療的一個重要方向。
2025年2月4日，加州大學舊金山分校的研究人員在Nature Biotechnology期刊發表了題為：Implantation of engineered adipocytes suppresses tumor progression in cancer models 的研究論文。
該研究開發了一種新型癌症療法——脂肪操縱移植（AMT），將分離的脂肪細胞進行基因工程改造，上調 UCP1 基因表達，使其能夠利用更多的葡萄糖和脂肪酸，然後重新植入，使其與爭奪必需的代謝資源。在多種小鼠腫瘤模型中，這些移植的脂肪細胞成功抑制了腫瘤生長。
在這項最新研究中，研究團隊開發了一種稱為“脂肪操縱移植”（Adipose Manipulation Transplantation，AMT）的癌症治療新方法，透過工程化改造脂肪細胞，使其與腫瘤競爭營養物質，從而抑制腫瘤的生長和進展。
研究團隊使用CRISPR 啟用技術（CRISPRa）上調了白色脂肪細胞中的 UCP1、PPARGC1A 或 PRDM16 基因表達水平，這些基因與棕色脂肪組織（BAT）的發育和功能相關。上調這幾個基因表達水平的脂肪細胞的葡萄糖和脂肪酸代謝能力顯著增強，表現出類似棕色脂肪細胞的特性，其中以上調 UCP1 表達水平帶來的效果最為顯著。
然後，研究團隊將這些工程化改造的脂肪細胞與多種癌細胞（例如乳腺癌、結腸癌、胰腺癌和前列腺癌細胞）共培養，結果顯示，這些脂肪細胞能夠顯著抑制癌細胞的增殖，並減少癌細胞的葡萄糖攝取、糖酵解和脂肪酸氧化能力。
接下來，研究團隊進行了小鼠體內實驗，在免疫缺陷小鼠模型中，工程化改造的脂肪細胞與癌細胞共移植，腫瘤體積會顯著減小，血管生成也減少。在胰腺癌和乳腺癌小鼠模型中，植入工程化改造的脂肪細胞也顯著抑制了腫瘤生長。
研究團隊還從從乳腺癌患者的切除組織中分離出脂肪細胞，並透過同樣的工程化改造，結果顯示，改造的脂肪細胞能夠顯著抑制患者來源的乳腺癌類器官的生長。
研究團隊利用了四環素誘導的 CRISPRa 系統構建了可逆調控的脂肪類器官以抑制腫瘤生長。他們還開發了一種基於聚合物微孔支架的細胞遞送平臺，將脂肪類器官植入腫瘤附近，同樣能夠顯著抑制腫瘤生長。
此外，研究團隊還探索了“脂肪操縱移植”技術的定製化潛力，透過上調脂肪細胞中的 UPP1 基因表達水平，抑制了依賴尿苷的胰腺導管腺癌（PDAC）的生長。
總的來說， 這項研究展示了脂肪細胞作為癌症治療工具的潛力，特別是透過代謝競爭來抑制腫瘤生長，並在多種癌症小鼠模型中展示了顯著效果。該方法的優勢在於脂肪細胞可以透過吸脂術從患者體內獲取，經過工程化後再移植回患者體內，免疫排斥風險更低，該方法具有廣泛的臨床應用前景，也為個性化癌症治療提供了新思路。
論文連結：
https://www.nature.com/articles/s41587-024-02551-2
