一般情况下,运动的癌症患者比不活动的患者预后更好。现在,瑞典卡罗林斯卡研究所(Karolinska Institutet)的研究人员发现了一个可能的解释,解释了为什么运动有助于减缓小鼠的癌症生长:体育活动改变了免疫系统细胞毒性T细胞的新陈代谢,从而提高了它们攻击癌细胞的能力。这项研究发表在“电子生活”杂志上。
这项研究的通讯作者、卡罗林斯卡学院细胞和分子生物学系教授兰德尔·约翰逊说:“运动积极效应背后的生物学原理可以为人体如何保持健康提供新的见解,并帮助我们设计和改进抗癌治疗。”
先前的研究已经表明,体育锻炼可以预防不健康,还可以改善包括各种形式的癌症在内的几种疾病的预后。然而,运动究竟如何起到预防癌症的作用仍不清楚,特别是当涉及到生物学机制时。一个看似合理的解释是,体育活动激活了免疫系统,从而增强了身体预防和抑制癌症生长的能力。
在这项研究中,卡罗林斯卡研究所(Karolinska Institutet)的研究人员通过检查免疫系统的细胞毒性T细胞(即专门杀死癌细胞的白细胞)对运动的反应,扩大了这一假设。
他们将患有癌症的小鼠分成两组,让一组定期在旋转轮子里运动,而另一组则保持不活动。结果表明,与未训练的动物相比,经过训练的动物肿瘤生长缓慢,死亡率降低。
接下来,研究人员通过注射抗体在训练和未训练的小鼠中移除细胞毒性T细胞来检查细胞毒性T细胞的重要性。这些抗体消除了运动对癌症生长和存活率的积极影响,根据研究人员的说法,这表明了这些T细胞对于运动诱导的癌症抑制的重要性。
研究人员还将细胞毒性T细胞从受过训练的小鼠转移到未受过训练的患有肿瘤的小鼠身上,与那些从未受过训练的动物身上获得细胞的小鼠相比,这改善了它们的前景。
为了研究运动是如何影响癌症生长的,研究人员在训练结束后分离了T细胞、血液和组织样本,并测量了肌肉中产生的常见代谢物的水平,这些代谢物在运动过程中高水平地排入血浆。其中一些代谢物,如乳酸,改变了T细胞的新陈代谢,提高了它们的活性。研究人员还发现,与静息动物的T细胞相比,从运动动物中分离的T细胞表现出代谢变化。
此外,研究人员还检查了这些代谢物如何在人体内对运动做出反应。在30分钟的高强度骑行后,他们从8名健康男性身上采集了血液样本,并注意到同样的训练诱导的代谢物也在人体内释放。
卡罗林斯卡研究所实验室医学部的高级研究员、该研究的第一作者海琳·伦德奎斯特(Helene Rundqvist)说:“我们的研究表明,锻炼会影响几种分子和代谢物的产生,这些分子和代谢物可以激活抗癌的免疫细胞,从而抑制癌症的生长。”“我们希望这些结果有助于更深入地了解我们的生活方式如何影响我们的免疫系统,并为抗癌新免疫疗法的开发提供信息。”
研究人员得到了克努特和爱丽丝·瓦伦伯格基金会、瑞典研究理事会、瑞典癌症协会、瑞典儿童癌症基金会、瑞典医学会、英国癌症研究机构和惠康信托基金的资助。
“细胞毒性T细胞介导运动诱导的肿瘤生长减少”,Helene Rundqvist,Pedro Veliça,Laura Barbieri,Paulo A.Gameiro,David Bargiela,Milos Gojkovic,Sara Mijwel,Stefan Reitzner,David Wullimann,Emil Ahlstedt,Jernej Ule,Arne Ostman and Randall S.Johnson,eLife,2020年10月23,在线,DOI:10.7554/eLife.59996