为何癌细胞不怕酸中毒?国卫院研究新发现揭密

国家卫生研究院今天发表研究成果。(苗栗县政府提供/李京升苗栗传真)

国家卫生研究院团队,利用高致命性胰脏癌细胞探,讨实体肿瘤如何演化适应微环境酸化压力。研究首度发现,当癌细胞长期处于偏酸微环境条件下,能发展出一套极为独特而缓慢的可逆性适应机转,解释了癌细胞如何调节其早期感知反应,和后期可逆动态变化与特殊进化优势,在酸性微环境压力下也得以生长增殖,进而演绎成为更具侵袭转移能力的恶化致命状态。此研究成果于今年4月也发表在癌症领域学术期刊。

国卫院指出,癌细胞因为失控快速增生,血液的供应往往跟不上肿瘤扩增速度,因此癌细胞经常处于缺氧与养分不足等多重压力环境中,加上癌细胞进行特殊代谢作用,所产生的过量乳酸与氢离子等酸性物质,来不及回到血液系统而堆积于细胞外,致使肿瘤组织周遭微环境的酸碱度从原本正常的弱碱性(pH 7.4±0.05),逐渐变成弱酸性(pH 6.0~6.9)特殊现象。

然而自从70年前科学家首度于体外成功培养HeLa (海拉)癌细胞,至今多达千百种以上的不同癌细胞株,几乎全数被培养在正常生理pH 7.4条件下以进行后续研究分析,对于癌细胞如何承受和适应长期存在的酸化微环境压力却几无所悉。

因此国家卫生研究院癌症研究所、生医工程与奈米医学研究所以及清华大学生命科学院共同合作研究,经过多年努力,终于成功筛选培养出一系列适应不同酸化期程之癌细胞株,并借此研究肿瘤如何演化适应酸性微环境压力。

研究团队发现,当癌细胞长期处于酸化微环境压力中能发展出一套极为独特而缓慢的可逆性适应机转,此机转包括了细胞型态的可逆改变、生长速率的可逆调整、代谢表征的可逆变化、粒线体动态重编程、上皮细胞间质转化等,调节癌细胞对酸性微环境的急性反应和慢性适应,并且让癌细胞迁移和侵袭的潜能增加。

研究团队进一步针对长期适应酸化微环境的胰脏癌细胞进行全基因组分析鉴定,找到了几组与微环境适应能力相关的关键功能机转与调控因子,且其基因表现量与胰脏癌患者的总体生存密切相关。期待未来进一步针对这些调控因子进行研究,有潜力做为延迟甚至破坏癌细胞的酸化适应能力的相关治疗标的,进而提升病患的存活与预后。

研究团队强调,此项新发现只局限于肿瘤周边极微小范围而已。人体透过精密的呼吸系统与肾脏系统调控全身血液循环系统,酸碱值在正常生理状态下维持在pH 7.4±0.05的恒定范围,波动幅度极小,并不会因为进食类别多寡或单靠喝碱性水而改变人体「巨环境」的酸碱度,人体绝无所谓的酸性或碱性体质之分,切勿与坊间流传「酸性体质容易致癌」的错误观念给混淆在一起。

万一血液酸碱度超过pH 7.4±0.05正常范围,肯定是因疾病引起,代表身体器官或调节功能出了严重问题,甚至可能危及生命,应尽速就医寻求专业的诊断与治疗。