研究人员绘制了膳食营养素对疾病的影响图

弗朗西斯克里克研究所(Francis Crick Institute)和伦敦国王学院(King’s College London)的研究人员发明了一种工具，可以预测不同饮食对癌细胞和健康细胞的影响。

他们的工作可以帮助解开与不同类型营养物质相关的微妙代谢变化，并提高我们对饮食和疾病之间联系的理解。

新陈代谢是指生物体利用环境中的营养物质来发挥功能的一系列过程。饮食中糖、脂肪和蛋白质的相对含量决定了细胞可获得的“燃料”，也决定了细胞如何处理营养物质。癌细胞，像其他患病细胞一样，改变它们的新陈代谢来支持生存和生长。

作为研究的一部分，发表在iScience伦敦国王学院(King’s College London)宿主-微生物相互作用中心(Center for Host-Microbiome interaction)的研究团队首次绘制了小鼠所有代谢途径的全面地图。克里克团队随后收集了实验数据，通过测量小鼠肝脏和肝脏肿瘤的基因表达水平，将其放入模型中。这些小鼠分别被喂食富含脂肪和糖的“健康”饮食或“不健康”饮食。

他们发现了与不健康饮食相关的新陈代谢的特定变化，这些变化被认为促进了癌变组织和健康组织中甘油和琥珀酸的产生。他们还观察到健康和健康人群在新陈代谢方面的差异癌细胞在不健康饮食的情况下是最高的，这表明肿瘤能够更好地利用不健康的饮食来促进生存和生长。

克里克的高级实验室研究科学家帕特里夏·努内斯说:“通过使用实验数据从实验室中，该模型使我们能够开始了解由于饮食中特定营养素而在组织中发生的复杂代谢变化。”

克里克癌症代谢实验室负责人Dimitrios Anastasiou说:“我们知道这一点不良的饮食习惯破坏我们身体的新陈代谢。它能引起肥胖并促进肝脏疾病，这反过来又可以进展到肝癌．我们想了解我们饮食中的哪些营养素，以及以何种组合，导致了这些有害的结果。”

然后，研究小组模拟了饮食成分变化的影响——从健康到不健康，从不健康到健康——在各种组合中。他们观察到，尽管一些癌症特异性代谢功能在健康饮食中仍然存在，但它们也可以逆转其中许多功能，但前提是脂肪和碳水化合物都受到限制。

弗里德里克·克拉森是克里克和伦敦国王学院的第一作者和博士生，他说:“这项工作的潜在应用是深远的。我们现在可以看到饮食中哪些变化会影响细胞代谢，哪些影响很小，因为细胞已经被编程，可以从周围环境中吸取缺失的营养物质。”

来自伦敦国王学院牙科、口腔和颅面科学学院的转化系统生物学小组负责人Saeed Shoaie说:“为了进一步提高我们模型预测的准确性，我们现在正在生成更复杂的模型新陈代谢这些方法考虑了不同器官如何交换代谢物，以及肠道中的细菌如何影响组织可获得的营养物质。”

Anastasiou总结道:“我们的方法可以用来帮助指导饮食变化，补充不同疾病的治疗。但这一认识的最有效用途将是通过帮助我们选择所吃的食物来预防更多的疾病。”