夏天的命,一半靠冰西瓜續著,一半靠空調吊著。前者是天然清甜的慰藉,后者是人類智慧的結晶——在三十幾度的高溫里,一口冰西瓜能讓人從口腔涼到心底,而一陣冷氣吹來,仿佛全身的火氣、悶氣、壞脾氣都被一鍵清空。在這樣的酷暑中,空調不僅讓人“活下來”,更像是身體和情緒的“降溫閥門”。
但冷空調這股涼意帶來的,可能不只是主觀上的清爽——來自瑞典卡羅林斯卡學院的華人科學家曹義海教授團隊發表于
Nature的一項研究 [1] 發現:低溫環境還能激活我們體內的自帶燃脂引擎棕色脂肪組織(BAT),讓它主動燃燒能量、產熱,并吞噬血液中的葡萄糖。而且,這一行為竟然會和癌細胞搶糖!結果就是:腫瘤細胞搶不到糖,能源告急,生長受限。在患癌小鼠中,冷環境顯著延緩了腫瘤進展,延長了生存時間;在人類試驗中,僅僅將環境溫度調低到22℃,也觀察到了同樣積極的抑癌信號
凍一凍,
癌細胞就“蹦跶”不起來了?
提起癌癥,許多人首先想到的是“基因突變”或“細胞無限增殖”。但其實,從代謝的角度來看,癌癥同樣是一種嚴重的能量調控紊亂。尤其是實體瘤,它們在生長過程中對葡萄糖的依賴極強——即使在氧氣充足的環境中,也依舊選擇低效但快速的“糖酵解”來供能,這種現象被稱為Warburg效應。
那么,既然癌細胞“嗜糖如命”,如果能從體內的糖供應端“截胡”,是否就能從源頭遏制它們的生長?帶著這個思路,研究人員把目光投向了一個能“吞糖”的天然組織——BAT。在低溫環境下,BAT被激活,啟動以線粒體解偶聯蛋白1(UCP1)為代表的非顫抖產熱機制,快速消耗葡萄糖用于保溫產熱。也就是說,BAT一旦被“喚醒”,就會變身為體內“搶糖能手”。
這意味著,癌細胞幾乎被“鎖”在靜止階段,失去了活躍分裂的能力,就像進入了“待機模式”。
值得一提的是,這種現象并非只在CRC模型中出現。在纖維肉瘤、乳腺癌、黑色素瘤、胰腺癌等多種腫瘤模型中,低溫暴露同樣表現出顯著的抑癌效果。
那么,這些組織的“高能耗”是否真的會影響腫瘤賴以生存的葡萄糖供應?
這說明冷暴露下BAT“截胡”了葡萄糖資源,導致腫瘤“無糖可用”。
BAT或UCP1“罷工”,
冷抑癌體系也跟著“崩”了
此前的研究已經表明,冷暴露能夠激活BAT,顯著提升身體的產熱代謝水平。但問題是,這種代謝上的變化,是否真的能夠轉化為對腫瘤生長的有效抑制?為此,研究人員展開了進一步驗證。
實驗顯示,在低溫環境下,小鼠的整體代謝率明顯提高。
換句話說,低溫讓機體“搶糖”的能力增強了,而對于依賴高糖代謝生長的腫瘤細胞來說,這無疑是一次釜底抽薪。
那么這些被“搶走”的葡萄糖究竟去了哪里?是否都被BAT“搶”走了?為了驗證這一點,研究人員將小鼠體內的BAT切除,看看沒有BAT的情況下,冷暴露是否還能繼續“凍住”腫瘤。
結果十分直觀:一旦BAT被切除,小鼠在4°C環境下的血糖水平迅速回升,說明BAT的確是冷暴露下最主要的“吃糖大戶”。更關鍵的是,那些原本在低溫中被顯著抑制的腫瘤,此時也像是被“解凍”了一樣重新開始增長,冷暴露的抗腫瘤效果隨之消失。而對照組中,在30°C環境下切除BAT,對腫瘤生長并沒有明顯影響。這一對比結果進一步強調了:冷暴露下BAT的活化,是其實現抑癌效應的關鍵。
當然,BAT之所以能夠產熱、吞糖,離不開其中一個核心角色——UCP1。它是非顫抖產熱的“啟動器”,能將線粒體產生的能量直接轉化為熱量,而不是用來合成ATP。那么如果這個“能量熔爐”的開關壞掉了呢?冷暴露的抑癌效應還是否成立?
這說明,UCP1是連接低溫、BAT產熱與抑癌效應之間的關鍵紐帶。一旦缺失,哪怕身處冰冷環境,BAT也無法吞糖產熱,腫瘤就會重新獲得生長所需的“燃料”,冷暴露抑癌的效應也就隨之崩塌。
“溫柔版凍癌術”,
或許也可行
最后,大家最關心的問題來了:這樣“凍腫瘤”的方法,真的能用在人身上嗎?
雖然每個人BAT激活的程度略有差異,但至少說明一點:只要溫度夠低,即便是成年人的BAT也能“點火啟動”,而且16℃也許就能達到效果(比起小鼠實驗用到的4℃,已經人性化太多了)。
總的來說,這項研究提示,低溫暴露并非簡單的“物理降溫”,而是通過激活BAT、重塑葡萄糖代謝格局,從而系統性地干預腫瘤的代謝需求和TME構成,最終實現廣譜性的抑癌效果。即便是在一個多數人都能輕松忍受的溫度(比如22℃),我們體內的BAT依然有可能被激活,開始大量“吞糖”,從而和腫瘤爭奪營養,切斷它的能量供給。這種思路下的“低溫療法”,為癌癥治療提供了一個前所未有的方向。
“凍一凍”不只是發抖,
還能改善代謝和心血管健康
不過,寒冷的“魔法”可不僅僅是讓癌細胞搶不到糖、被活活“餓死”這么簡單。研究人員將目光轉向了更廣泛的層面:寒冷是否還能對我們整體的代謝和心血管健康產生影響?
來自荷蘭馬斯特里赫特大學的研究團隊發表在
Nature Metabolism的一項研究[2] ,給出了令人振奮的答案。研究發現,這種看似凍一凍的干預方式,不僅能改善口服葡萄糖耐量(OGTT)和空腹血糖水平,還能顯著降低甘油三酯(TG)和游離脂肪酸(NEFA)濃度,連收縮壓和舒張壓也同步下降,展現出寒冷對多重代謝指標和心血管健康的積極調節作用
其實,這一發現并非空穴來風。此前就有研究指出,寒冷適應有助于提升2型糖尿病患者的胰島素敏感性。不過,隨后的研究卻發現:當刻意避免受試者發抖時,這種代謝益處竟然完全消失了。與此同時,與骨骼肌結構重塑相關的一些關鍵基因,也只在出現顫抖的條件下才被激活。這些結果讓研究人員意識到,適度的肌肉顫抖,可能正是寒冷發揮代謝改善作用的“關鍵開關”。
那這個推測是否成立?研究團隊決定“實錘”一把。
這意味著,哪怕只是短期的“適應性發抖”,也可能為控糖帶來實質性幫助。
研究人員推測,NEFA的下降可能來自白色脂肪組織脂解活性的下降。而考慮到高NEFA會干擾胰島素的正常作用,這波脂代謝的“回落”,很可能也是促成控糖效果的一大助力。
這是個很有分量的結果。因為TG不僅是體檢報告上的“常駐項目”,更是動脈粥樣硬化性心血管疾病的重要推手之一。更關鍵的是,以往的一些輕度冷適應研究并未觀察到類似效果,這從側面印證了一個新思路:真正撬動脂質代謝的“密碼”,或許就藏在冷暴露時肌肉輕微顫抖的那一刻。
為進一步揭示“寒冷+發抖”到底如何改變代謝軌跡,研究團隊將目光投向了骨骼肌這個代謝大戶。他們給參與者做了肌肉活檢,想看看肌肉里到底“動”了哪些分子。
結果發現,在冷適應+發抖之后,骨骼肌中大量與細胞外基質(ECM)和細胞黏附相關的基因被上調,這提示:肌肉正在經歷一種類似“微整形”的結構重塑。
與此同時,與線粒體呼吸功能相關的基因卻被下調——這與運動訓練中的典型反應截然不同,更像是一種寒冷獨有的“代謝重編程”策略。
簡而言之,冷暴露+適度顫抖不僅啟動了肌肉結構改造程序,還激活了全身代謝優化路徑,從而帶來一系列值得期待的健康收益。
總的來說,這項研究提示,冷暴露(伴隨戰栗)可以改善超重或肥胖成年人的血糖耐受、血脂水平和血壓,可能是一種預防和治療肥胖相關代謝紊亂的新方法。
這個悶熱難耐的夏天,大家不必再為要不要開空調糾結啦,現在可是有了打開空調涼快涼快的正當理由~
仍需指出的是,研究[1]主要基于動物模型,研究[2]樣本量較小,在人體中的研究都還只是初步探索,真正能否廣泛用于臨床,還需要更多更大規模的試驗來驗證。
參考資料:
[1]Seki T, Yang Y, Sun X, Lim S, Xie S, Guo Z, Xiong W, Kuroda M, Sakaue H, Hosaka K, Jing X, Yoshihara M, Qu L, Li X, Chen Y, Cao Y. Brown-fat-mediated tumour suppression by cold-altered global metabolism. Nature. 2022 Aug;608(7922):421-428. doi: 10.1038/s41586-022-05030-3. Epub 2022 Aug 3. PMID: 35922508; PMCID: PMC9365697.
[2]Sellers AJ, van Beek SMM, Hashim D, Baak R, Pallubinsky H, Moonen-Kornips E, Schaart G, Gemmink A, J?rgensen JA, van de Weijer T, Kalkhoven E, Hooiveld GJ, Kersten S, Hesselink MKC, Schrauwen P, Hoeks J, van Marken Lichtenbelt WD. Cold acclimation with shivering improves metabolic health in adults with overweight or obesity. Nat Metab. 2024 Dec;6(12):2246-2253. doi: 10.1038/s42255-024-01172-y. Epub 2024 Dec 6. PMID: 39643644.
撰文 | 木白
編輯 | 木白
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