威尔康奈尔医学和贝勒医学院的研究人员表明，即使是适量的高果糖玉米糖浆(HFCS) - 含糖饮料(SSBs)中的主要甜味剂 - 也能促进小鼠模型中肠道肿瘤的生长，独立于与肥胖和代谢综合征的任何联系。由贝勒分子和人类遗传学助理教授Jihye Yun博士领导的这项研究也确定了果糖可以促进癌症生长的机制，这一发现可能会产生新的治疗策略。Yun是研究人员发表在“科学”杂志上的论文的共同作者。

“这项研究揭示了令人惊讶的结果，结肠直肠癌利用高果糖玉米糖浆，大多数含糖苏打水和许多其他加工食品中的主要成分，作为提高肿瘤生长速度的燃料，”Lewis Cantley博士评论说，共同对应医学癌症生物学的作者和教授，以及威尔康奈尔医学院Sandra和Edward Meyer癌症中心的主任。“虽然许多研究已将结直肠癌与饮食的比率提高相关，但本研究显示了糖与结直肠癌消费之间相关性的直接分子机制。”

研究人员在一份名为“高果糖玉米糖浆可增强小鼠肠道肿瘤生长”的报告中描述了他们的研究和发现。

全球“肥胖流行病”以及年轻和中年成人结直肠癌(CRC)发病率的增加，增加了SSB的消费量，“这表明SSBs，肥胖和CRC之间存在潜在的联系。发展，“作者写道。

研究表明，过量食用SSB会导致肥胖，尤其是肥胖男性患CRC的风险增加。然而，尚不清楚SSB是否直接促成肿瘤形成。“两个重要的混杂因素是肥胖和代谢综合征，它可以通过改变多个器官中无数的生理和内分泌系统间接影响肿瘤的发展，”研究小组指出。

为了研究HFCS与癌症之间的任何直接联系，该团队转向基因工程小鼠模型，其中腺瘤性息肉病(APC)基因已被删除。这些APC- /-动物倾向于发展肠肿瘤。“APC是结肠直肠癌的守门人，”Yun解释道。“删除这种蛋白质就像去除汽车的断裂一样。没有它，正常的肠细胞既不会停止生长也不会死亡，形成称为息肉的早期肿瘤。超过90%的结直肠癌患者患有这种类型的APC突变。“

为了确定自愿消费HFCS的生理效应，研究人员给予APC缺陷小鼠和正常对照(Con)小鼠自由获取用25%HFCS增甜的水，其中葡萄糖和果糖以45:55的比例组成。 。自由进入HFCS的APC缺陷和对照动物在两个月内变得肥胖，并且对照小鼠也发展为代谢综合征。然后，研究人员用另一组APC缺失的小鼠注射喂养了另一组APC缺失的小鼠，这些水每天含有一瓶含有甜味的苏打水，相当于人类每天喝一罐甜味苏打水。“这种适量的HFCS(约占每日总热量摄入量的3%)的热​​量相当于每天消耗不到12盎司SSB(~20 g HFCS)的人体，”研究人员写道。

虽然这些动物没有变得肥胖或发展成代谢综合征，但是在两个月之后它们已经发展出比在给予不加糖的水的对照小鼠中发展的肿瘤更大和更高等级的肿瘤。“尽管肿瘤总数相似，但HFCS治疗显着增加了HFCS组中大型腺瘤(直径> 3 mm)和高级别肿瘤的数量，与Con组相比，”他们评论道。有趣的是，在不同的小鼠模型中获得了类似的结果，该模型在结肠而不是在小肠中形成肿瘤。“这些结果表明，长期摄入适量的液体形式的HFCS可促进APC缺乏症中的肿瘤生长，而与肥胖和代谢综合征无关。”

Yun说，研究结果表明HFCS与肿瘤进展之间存在独立关系。“这些结果表明，当动物在肠道中具有肿瘤的早期阶段时 - 这可能偶然发生在许多年轻的成年人身上而且没有通知 - 甚至消耗适量的液体形式的高果糖玉米糖浆可以促进肿瘤生长和进展这一观察结果也可以解释为什么过去30年中甜饮料和其他含糖量高的食品的消费增加与美国25至50岁儿童结肠直肠癌的增加有关，坎特利进一步指出。

该团队接下来研究了HFCS促进肿瘤生长的机制。他们发现注射了中等量HFCS的APC- /-小鼠的结肠中含有高水平的果糖和葡萄糖，并且它们的肿瘤可以有效地利用这两种类型的糖。“我们观察到含糖饮料分别增加了结肠和血液中的果糖和葡萄糖水平，并且肿瘤可以通过不同的途径有效地摄取果糖和葡萄糖。”

作者说，果糖似乎也被肿瘤保留了。“此外，与WT小鼠相比，携带肿瘤的APC- / -小鼠中到达肝脏和血清的果糖量减少，这意味着果糖被肿瘤捕获而不是被运送到肝脏和血液中。”

有趣的是，虽然葡萄糖和果糖具有相同的热值和相似的结构，但它们的代谢方式不同，科学家们说。他们发现在APC缺陷小鼠模型中使用包括放射性标记来追踪葡萄糖和果糖命运的技术，他们发现在小鼠肿瘤中果糖被转化为果糖-1磷酸。这改变了肿瘤细胞代谢并产生了支持肿瘤生长的脂肪酸。

“大多数先前的研究单独使用葡萄糖或果糖来研究糖对动物或细胞系的影响，”Yun说。“我们认为这种方法并没有反映人们实际饮用含糖饮料的方式，因为饮料和食物都不含葡萄糖或果糖。它们同时含有相似数量的葡萄糖和果糖......我们的研究结果表明，果糖在肿瘤中的作用是增强葡萄糖在指导脂肪酸合成中的作用。由此产生的丰富脂肪酸可能被癌细胞用于形成细胞膜和信号分子，生长或影响炎症。

研究人员接下来修改了他们的APC缺陷模型小鼠缺乏编码参与果糖代谢的KHK酶(酮己酮激酶或果糖激酶)或脂肪酸合成酶(FASN)的基因编码，FASN是脂肪酸合成中的关键酶。值得注意的是，缺乏这两种酶中的任何一种的动物都没有发展出原始APC缺陷小鼠中观察到的较大肿瘤，即使喂食相同，适量的HFCS也是如此。“这项研究揭示了令人惊讶的结果，即大肠癌利用高果糖玉米糖浆，这是大多数含糖苏打水和许多其他加工食品的主要成分，作为提高肿瘤生长速度的燃料，”坎特利说。“虽然许多研究都将结直肠癌的发病率与饮食增加有关，

研究小组的结论是，他们的研究结果表明HFCS通过加速糖酵解和从头脂肪生成促进小鼠肠道肿瘤的发生。“这些影响与肥胖和代谢综合症无关，”他们说。“液体形式的HFCS分别迅速增加肠腔和血清中果糖和葡萄糖的水平，从而使肠道肿瘤能够吸收这些糖的生长。”

“我们的研究结果也为治疗开辟了新的可能性，”Yun评论道。“与葡萄糖不同，果糖对于正常细胞的存活和生长不是必需的，这表明针对果糖代谢的疗法值得探索。或者，避免尽可能多地食用含糖饮料而不是依赖药物会大大降低结肠中糖的可用性。“

研究确实承认，需要进一步的研究来确定他们的小鼠结果是否可以外推到人类。然而，他们表示，“这些研究结果表明果糖代谢的治疗性靶向可能值得研究作为减缓CRC进展的策略。”