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為何癌細胞不怕酸中毒!? 國衛院發現癌細胞適應酸性微環境壓力機轉

  • 發佈日期: 2022-12-19
  • 更新日期: 2022-12-19
  • 資料來源: 國家衛生研究院
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為何癌細胞不怕酸中毒!?

國衛院發現癌細胞適應酸性微環境壓力機轉

癌細胞因為失控快速增生,血液的供應往往跟不上腫瘤擴增速度,因此癌細胞經常處於缺氧與養分不足等多重壓力環境中,加上癌細胞進行特殊代謝作用所產生的過量乳酸與氫離子等酸性物質來不及回到血液系統而堆積於細胞外,致使腫瘤組織周遭微環境的酸鹼度從原本正常的弱鹼性(pH 7.4±0.05),逐漸變成弱酸性(pH 6.0~6.9)之特殊現象。然而自從七十年前科學家首度於體外成功培養HeLa (海拉)癌細胞,至今多達千百種以上的不同癌細胞株幾乎全數被培養在正常生理pH 7.4條件下以進行後續研究分析,對於癌細胞如何承受和適應長期存在的酸化微環境壓力卻幾無所悉。

國家衛生研究院癌症研究所、生醫工程與奈米醫學研究所以及清華大學生命科學院共同合作,利用高致命性胰臟癌細胞探討實體腫瘤如何演化適應微環境酸化壓力。研究團隊首度發現,當癌細胞長期處於偏酸微環境條件下,能發展出一套極為獨特而緩慢的可逆性適應機轉,解釋了癌細胞如何調節其早期感知反應和後期可逆動態變化與特殊進化優勢,於酸性微環境壓力下得以生長增殖,進而演繹成為更具侵襲轉移能力的惡化致命狀態。此研究成果於今(2022)年4月發表在癌症領域學術期刊《Journal of Experimental and Clinical Cancer Research》。

研究團隊經過多年努力,終於成功篩選培養出一系列適應不同酸化期程之癌細胞株,並藉此研究腫瘤如何演化適應酸性微環境壓力。研究團隊發現,當癌細胞長期處於酸化微環境壓力中能發展出一套極為獨特而緩慢的可逆性適應機轉,此機轉包括了細胞型態的可逆改變、生長速率的可逆調整、代謝表徵的可逆變化、粒線體動態重編程、上皮細胞間質轉化等,調節癌細胞對酸性微環境的急性反應和慢性適應,並且讓癌細胞遷移和侵襲的潛能增加。

研究團隊進一步針對長期適應酸化微環境的胰臟癌細胞進行全基因組分析鑑定,找到了幾組與微環境適應能力相關的關鍵功能機轉與調控因子,且其基因表現量與胰臟癌患者的總體生存密切相關。期待未來進一步針對這些調控因子進行研究,有潛力做為延遲甚至破壞癌細胞的酸化適應能力的相關治療標的,進而提升病患的存活與預後。

研究團隊特別強調此項新發現只侷限於腫瘤周邊極微小範圍而已。人體透過精密的呼吸系統與腎臟系統調控全身血液循環系統,酸鹼值在正常生理狀態下維持在pH 7.4±0.05的恆定範圍,波動幅度極小,並不會因為進食類別多寡或單靠喝鹼性水而改變人體「巨環境」的酸鹼度,人體絕無所謂的酸性或鹼性體質之分,切勿與坊間流傳「酸性體質容易致癌」的錯誤觀念給混淆在一起。萬一血液酸鹼度超過pH 7.4±0.05正常範圍,肯定是因疾病引起,代表身體器官或調節功能出了嚴重問題,甚至可能危及生命,應盡速就醫尋求專業的診斷與治療。

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