能抑制癌症的青花菜

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撰文|楊朝傑

十字花科蔬菜像是青花菜,總是能在健康食物排行榜中名列前茅,除了富含維生素、β 胡蘿蔔素之外,對抗癌症是最常被提及的功效。近期發表在重量級期刊 Science 的研究發現,青花菜產生的天然分子,能夠通過再活化 (reactivation) 癌細胞中異常之抑癌基因的功能,達到抑制腫瘤生長的效果。

●抗癌的關鍵天然分子:芥蘭素 (I3C)

芥蘭素 (indole-3-carbinol, I3C) 是一種天然化合物,可由硫配醣體 (glucosinolate) 降解而產生,而硫配醣體在十字花科蔬菜中含量相當豐富,像是青花菜、花椰菜、甘藍菜、羽衣甘藍等蔬菜。早在十幾年前,科學界就已經知道芥蘭素具有抗癌效果,但究竟是透過怎樣的作用機制?才是科學家想要打破砂鍋問到底的。最近由哈佛醫學院科學家發表在 Science 上的研究,找出了芥蘭素對抗癌症的機制,這也是從基因與分子層面,將芥蘭素與抗癌效果聯繫起來的直接證據。

●抑癌基因 PTEN 之功能是癌症的煞車系統

造成癌症原因很多,像是「致癌」基因突變而功能過於活躍;或者反方向來看,如果「抑癌」基因發生突變而功能過於低下,也一樣會發生癌症。PTEN (phosphatase and tensin homolog:磷酸酶與張力蛋白同源物) 基因是人類癌症中最常發生突變的「抑癌」基因之一,如果其功能無法正常發揮或是表現量低,會如同喪失煞車系統的車子,不斷地往癌症終點方向前進。假設能夠讓煞車功能恢復,這開往癌症終點車子就可停下來;以此類推,通過再活化 (reactivation) 癌細胞中 PTEN 基因的功能,其抑癌作用就可再次展現。

哈佛科學家為了達到上述目的,首先必須找出體內會與 PTEN 蛋白交互作用的調節因子,實驗利用免疫沈澱法和質譜技術分析,發現一種名稱為 E3 泛素連接酶 WWP1 (WW domain–containing ubiquitin E3 ligase 1),會與 PTEN 蛋白直接結合,並影響 PTEN 蛋白形成二聚體(dimerization) 結構與在細胞膜上的定位,進而使得其抑癌功能喪失。目前也已知 WWP1 經常在多種癌症中過度表達,包括前列腺癌、乳腺癌和肝癌,所以 WWP1 可能就是使得 PTEN 蛋白失去活性的其中一條導火線。

●芥蘭素 (I3C) 可以阻止 WWP1 影響 PTEN 抗癌效果

延著這條線索,我們可以合理推理出避免往癌症方向前進的這條路徑,只要能「阻止 WWP1 去影響 PTEN」,讓 PTEN 發揮該有的煞車 (抑癌) 功能,就有望成功停下開往癌症終點的車子。因此,科學家也運用各種實驗來證實上面的這項想法。

通過體內 WWP1 大量表現的小鼠前列腺癌模型中,研究結果發現十字花科蔬菜的芥蘭素,以每週三次注射 20 mg/kg 的劑量治療一個月,可以顯著抑制癌細胞的生長並使得腫瘤體積縮小。其他分子生物與細胞實驗也證實,芥蘭素可以阻止 WWP1 影響 PTEN 的這條路徑,進而讓 PTEN 蛋白回到正常位置,以執行原本應有的抑癌功能。

●青花菜有益健康但尚不足以用來治療癌

此項研究發現了調控腫瘤生長的一條新路徑,以及未來可以發展的癌症治療新方法,例如採用基因技術或芥蘭素來阻礙 WWP1 的作用,以解開 PTEN 受到的束縛,不過都仍需進一步的研究來探討。青花菜等十字花科蔬菜對健康相當有益,這是無庸置的事實,但本研究的第一作者 Yu-Ru Lee 博士也提醒,根據實驗中的有效劑量來換算,你必須得每天吃下約 6 磅 (約 2.7 公斤) 的十字花科蔬菜,才能達到抗癌功效。

一天要吃到這麼多的量,顯然不切實際,不過透過定期食用十字花科蔬菜,抱著有比沒有好的心態,來獲取一些天然的抗癌分子也是不無小補。萬萬沒想到日常餐桌上的青花菜,也能讓科學家獲得這麼多的重大啟發,果然是萬物靜觀皆自得,說不定在未來能開發出更強效的 WWP1 抑制劑。文末結語,下次挑選蔬菜時不用遲疑,就決定是你了,青花菜!

 

參考資料:

  1. Lee YR, et al. Science. 2019;364:eaau0159. Reactivation of PTEN tumor suppressor for cancer treatment through inhibition of a MYC-WWP1 inhibitory pathway.
  2. 16 May 2019. Natural compound found in broccoli reawakens the function of potent tumor suppressor.
  3. The World's Healthiest Foods. What's New and Beneficial About Broccoli.
  4. Brignall MS. Altern Med Rev. 2001;6:580-9. Prevention and treatment of cancer with indole-3-carbinol.

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作者
:楊朝傑  成大微免所碩士,曾著有《圖解醫學》一書,樂於將醫學新知以淺白文字讓更多人了解。

 

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