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盘点维生素C功能研究最新进展

2017-01-16生物谷
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核心提示:维生素C为酸性己糖衍生物,是稀醇式己糖酸内酯,Vc主要来源新鲜水果和蔬菜,是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素。Vc有L-型和D-型两种异构体,只有L-型的才具有生理功能,还原型和氧化型都有生理活性。

  维生素C(Vc,又称L-抗坏血酸)是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素。抗坏血酸在大多的生物体可借由新陈代谢制造出来,但是人类是最显著的例外。最广为人知的是缺乏维生素C会造成坏血病。在生物体内,维生素C是一种抗氧化剂,保护身体免于自由基的威胁,维生素C同时也是一种辅酶。其广泛的食物来源为各类新鲜蔬果。

  不过,人类不能自己制造人体必需的维生素C。这是因为人类本来用于制造维生素C的基因(即“L-古洛糖酸内酯氧化酶基因”gene for L-gulonolactone oxidase, GULO)在进化过程中发生了严重突变,所以人体无法合成蛋白质GULO酶,也就无法制造维生素C。

  维生素C为酸性己糖衍生物,是稀醇式己糖酸内酯,Vc主要来源新鲜水果和蔬菜,是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素。Vc有L-型和D-型两种异构体,只有L-型的才具有生理功能,还原型和氧化型都有生理活性。

  维生素C治疗癌症的说法,似乎是从著名化学家莱纳斯·鲍林(Linus Pauling,1901-1994)开始流行的。1979年,鲍林出版了《维生素C与癌症》一书,竭力宣称大剂量维生素C对癌症有效。此后,许多研究人员通过实验证明维生素C确实具有一定的抗癌效果。不过,也有不少研究人员指出维生素C不能滥用,若滥用反而会适得其反。

  除了抵抗癌症的作用之外,维生素C也具有延缓白内障发展、改善心血管等功能。

  1.Redox Biol:揭示高剂量维生素C杀死癌细胞机制

  作为一种癌症疗法,维生素C并不那么完美,但是来自美国爱荷华大学的研究人员认为这是因为人们经常以一种注定会失败的方式使用它。

  大多数维生素C疗法涉及口服这种物质。然而,爱荷华大学研究人员证实静脉注射维生素C---绕过正常的胃肠道代谢和分泌途径---会使得血液中的维生素C水平比口服时观察到的水平高100~500倍。正是血液中的这种超高浓度的维生素C对它攻击癌细胞的能力而言是至关重要的。

  爱荷华大学氧化还原生物学专家Garry Buettner的早期研究已发现在这些异常高的水平(处于毫摩尔范围)下,维生素C选择性地杀死试管中和小鼠体内的癌细胞,而不会杀死正常的细胞。如今,爱荷华大学医院和诊所的医生们正在针对胰腺癌和肺癌的临床试验中测试这种方法:将高剂量静脉注射维生素C与标准的化疗或放疗组合在一起。初步的I期临床试验结果表明这种疗法是安全的和耐受良好的,并且提示着这种疗法会改善病人治疗结果。当前的更为大型的临床试验旨在确定这种疗法是否改善存活率。

  在一项新的研究中,Buettner和他的同事们着重关注高剂量维生素C(也被称作抗坏血酸)杀死癌细胞的生物学细节。

  这项研究证实维生素C很容易降解,产生过氧化氢。过氧化氢是一种所谓的能够损害组织和DNA的活性氧。这项研究还证实相比于正常的细胞,肿瘤细胞更加无力清除破坏性的过氧化氢。

  Buettner说,“在这项研究中,我们证实相比于正常的细胞,癌细胞清除过氧化氢的效率更加低下。因此,癌细胞更容易发生高水平过氧化氢导致的损伤和死亡。这解释了在我们的临床试验中使用的这种非常非常高水平的维生素C不会影响正常的组织,但是能够破坏肿瘤组织。”

  正常的细胞有多种方式清除过氧化氢,让它保持非常低的水平,因此它不会导致损伤。这项新的研究证实过氧化氢酶在清除维生素C降解时产生的过氧化氢中起着至关重要的作用。研究人员发现当接触高水平的维生素C时,具有更低水平过氧化氢酶的细胞更容易遭受损伤和死亡。

  2.PNAS:维生素A和C如何擦除细胞记忆?

  维生素A和C不只是对我们的健康有益,其还会影响到机体的DNA,日前一项刊登于国际杂志PNAS上的研究论文中,来自巴布拉汉研究所(Babraham Institute)等机构的研究人员通过研究揭示了维生素A和C如何修饰细胞的表观遗传记忆,相关研究或为后期研究者们开发新型再生医学疗法或者对细胞重编程提供一定的思路。

  这项研究中,研究者通过研究阐明了维生素A和C如何影响基因组中表观遗传标记的擦除,他们分析了特殊的表观遗传学修饰,即将甲基化学基团添加到DNA序列的C碱基中去,胚胎干细胞能够表现出较低水平的C标记(名为胞嘧啶甲基化),但这种修饰作用能够标记很多已经确定细胞类型,移除DNA中的甲基化标记(去甲基化)对于细胞达到多潜能性及清除表观遗传记忆非常重要。

  负责主动移除这些甲基化标记的酶类家族称之为TET家族,文章中研究者深入观察了控制TET活性的分子信号来帮助理解在细胞重编程达到多潜能性过程中TET酶类被控制的机制。研究者指出,维生素A能够通过增加细胞中TET酶类的水平来增强胚胎干细胞的表观遗传记忆的抹除,这就意味着甲基化标记能够从DNA序列的C碱基中被大量移除,相比较而言,研究者还发现,维生素C能够通过再生有效作用量所需的共同因子来增强TET酶类的活性。

  研究者Ferdinand von Meyenn博士指出,维生素A和C都能够单独地促进脱甲基化作用,增强细胞重编程所需的表观遗传记忆的擦除,通过本文研究我们发现维生素A和C增强脱甲基化作用是不同的,但二者却是相互协同作用的。阐明维生素A对TET酶类的效应或许还能够帮助解释为何一部分急性早幼粒白血病患者对一些维生素A联合疗法会产生耐药性,本文研究或许就为后期开发治疗多种疾病的新型疗法提供了一定的研究依据。

  3.PNAS:维生素C或可增加AML标准疗法的疗效

  根据一项新的研究,对病人的治疗方案进行简单的调整可能改善骨髓增生异常综合征(myeloid dysplastic syndrome, MDS)和急性骨髓性白血病(acute myeloid leukemia, AML)标准表观遗传疗法的疗效。

  具体而言,来自美国南加州大学、温安德尔研究所(Van Andel Research Institute)和丹麦哥本哈根大学国王医院(Rigshospitalet)等机构的研究人员在实验室研究中证实在癌细胞系中,往一种被称作地西他滨(decitabine)的表观遗传抗癌药物中添加一种维生素C会增加这种药物阻止癌细胞生长和触发癌细胞自我摧毁的能力。

  在丹麦哥本哈根大学国王医院(Rigshospitalet)里,基于这项研究的一项临床预试验正在患有MDS或AML的成年病人体内开展。它将一种类似的被称作阿扎胞苷(azacitidine)的药物---标准的治疗方法---与维生素C组合在一起。很多癌症病人缺乏维生素C;建议的方法就是弥补这种缺乏,但不应让病人体内的维生素C水平超标。

  论文共同通信作者、温安德尔研究所首席科学家Peter Jones博士说,“如果这项临床预试验取得成功的话,那么我们计划开展一项更大规模的临床试验来研究这种策略---作为一种直接的有成本效益的方法来改善现存的AML和MDS疗法---的潜力。与此同时,我们必须要有耐心和谨慎。我们需要在未来,仅当将阿扎胞苷和维生素C或安慰剂组合在一起时开展的临床试验针对维生素C是否增加阿扎胞苷在病人体内的疗效给出真正的答案。我们必须强调我们的临床试验局限于接受一种特定治疗疗程的MDS或AML病人当中的一部分人。我们没有证据证实这种方法适用于其他的癌症或化疗药物。”

  4. Ophthalmology:维生素C可以延缓女性白内障进展

  眼睛里面的液体富含维生素C,可以防止晶状体氧化,预防其变浑浊,所以增加维生素C摄入量,是否就能增加眼内液体的维生素C含量,进而对白内障的进展起保护性作用。

  近期伦敦大学国王学院的研究人员发表在Ophthalmology的研究称,富含维生素C的饮食可潜在的预防白内障进展。

  研究者对324对女性双胞胎进行随访,分别通过眼底检查和问卷调查获取参与者晶状体浑浊和饮食中维生素C摄入情况。

  研究数据显示,维生素C摄入更高的人群,白内障进展风险可降低33%(相比低摄入人群),而维生素C摄入较少的群体,10年后晶状体浑浊度较高(相比高摄入人群)。

  糖尿病和营养科学研究部门的Chris Hammond教授说:“随着全球老龄化的加剧,这项研究的结果具有重大意义,通过简单的饮食改变如增加水果和蔬菜的摄入量,就将有助于防止白内障的发生。虽然我们不能避免人老去,糖尿病和吸烟也是白内障的危险因素,但是健康的饮食和生活方式还是能减少必须手术的白内障的风险。”

  5.Science:维生素C新功效 抑制恶性结直肠癌进展

  近日,一项刊登于国际著名杂志Science上的研究论文中,来自威尔康奈尔医学院等处的研究者通过研究发现,高水平的维生素C或可杀灭小鼠机体及细胞培养物中的特定类型的结直肠癌细胞,相关研究或可帮助科学家们利用维生素C来开发治疗结直肠癌的新型靶向疗法。

  这项研究中,研究者通过联合研究发现,高剂量的维生素C(相当于300个桔子中的含量)可以有效抑制小鼠机体中携带KRAS和BRAF突变基因的结直肠肿瘤,而该研究或可帮助研究人员利用维生素C来治疗KRAS和BRAF突变的结直肠癌;在富氧环境中,比如人类动脉中,维生素C,即抗坏血酸的碎片会被氧化并且转化成为名为去氢抗坏血酸(DHA)的化合物,长期以来研究者知道,葡萄糖载体GLUT1的特殊膜蛋白可以使得葡萄糖和DHA进入到细胞中。本文研究中,研究者则表示,DHA可以扮演一种木马的角色,一旦进入细胞中后,癌细胞内部的天然抗氧化剂就会试图将DHA转化回抗坏血酸,而在这一过程中,这些抗氧化剂就会耗尽,同时细胞也会死于氧化性压力。

  研究者Cantley教授指出,由于许多正常细胞可以表达GLUT1,因此KRAS和BRAF突变的癌细胞一般会含有较高水平的GLUT1,因为其需要进行高比例的葡萄糖摄取来生存并且生长;而且KRAS及BRAF突变的细胞相比正常细胞而言会产生大量的活性氧,从而需要更多的抗氧化剂来生存,这种特性组合使得癌细胞相比正常细胞而言对DHA更加敏感。

  最后研究者表示,本文研究或为后期开发新型生物标志物来帮助医生们确定哪种疗法对患者最有益提供帮助和思路,而且还对治疗表达高水平GLUT1的癌症,比如肾细胞癌、膀胱癌和胰腺癌等。后期研究者还需要进行深入地研究来理解当前的研究结论,如今基于这一研究结果研究者们将会进行后期研究效应的预测。

  6.APS2015:维生素C或可代替锻炼来改善个体心血管健康

  过重和肥胖个体经常会被建议通过锻炼来改善机体健康,但有超过50%的个体似乎根本达不到这样的要求。近日,在举办的第14届内皮素:生理学、病理生理学及治疗学国际会议上,一项研究就指出,成年个体每天服用维生素C添加剂或许和有规律地锻炼一样可以带来相似的心血管效益。

  过重及肥胖成年个体的血管中小型血管压缩蛋白内皮素-1(ET-1)的活性会升高,由于具有较高的ET-1活性,这些血管就更易于收缩,对血流量要求的敏感性降低,同时也会增加患心血管疾病的风险。而锻炼可以帮助降低ET-1的水平,但将锻炼的体系加入到每天的日程安排中对于每个人来说是一项巨大的挑战,这项研究由科罗拉多大学的科学家进行,研究者就检测了曾经被报道可以改善血管功能的维生素C补充剂是否可以降低ET-1的活性。

  研究者发现,每日摄入500mg的维生素C补充剂或同锻炼的效果一样,可以减少ET-1相关的血管收缩,而维生素C补充剂似乎也可以作为一种有效的策略来帮助降低过重和肥胖成年个体机体中的ET-1介导的血管收缩。

  最后,Caitlin Dow教授表示,我们发现维生素C补充剂可以有效降低过重和肥胖个体机体血管中ET-1系统的活性,这对于后期开发新型的锻炼替代疗法来改善个体的健康或将提供新的帮助。

  7.Science子刊:美研究认为维生素C具有优秀抗癌能力

  美国堪萨斯大学医疗中心最近上报称:与常规化疗结合进行的维生素C静脉注射具有杀死癌细胞的作用。

  在对27名确诊为第三或第四阶段卵巢癌的病人进行研究后,科学家发现与常规的紫杉醇、卡铂之类化疗手段结合进行,注射了高剂量维生素C的病人受到化疗药物的毒性影响较低。

  研究人员还在啮齿类动物身上进行了实验,并观察到了静脉注射的维生素C杀死癌细胞的现象,并且不会对肝脏、肾脏或脾脏产生毒性或是造成任何可见的病变。

  据了解,维生素C曾在20世纪70年代被作为非正规的癌症治疗方法使用,采取这种治疗方式的一般是补充和替代医学的医师,而传统医生对注射维生素C的治疗效果一直是抱着怀疑态度的。此次发布在Science Translational Medicine期刊上的新研究,目的正是要确定维生素C作为癌症治疗方式在细胞机制中的药理学作用。

  据堪萨斯医疗中心综合医学主任,研究人员之一的Jeanne Drisko博士介绍,对于维生素C的抗癌作用现在人们有了更好的了解,并且看到了这种治疗方式的安全性,另外维生素C注射在生物学和临床医学上的可行性、可靠性和可实施性都非常令人期待。Drisko博士认为,结合各方面因素,这次研究的数据将能为展开大规模的临床试验提供依据,对维生素C作为常规化疗的结合疗法所具有的实际功效进行最后的验证。

  8.PNAS:维生素C注射液可杀死癌细胞

  一直以来,维生素C都是治疗癌症传统配方的重要组成部分。如今研究人员有了进一步的发现:高剂量的维生素C注射液可以遏制癌细胞扩散——这已在实验中得到了初步证实。

  国贝塞斯达国立卫生研究院(National Institute of Health (NIH) in Bethesda)的科学家强调,必须将高剂量的维生素C溶液直接注入血液,才能起到防癌的效果。 而其他服用方式——如口服维生素片——将于事无补。

  根据发表在《美国科学院学报》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的研究报告,通过形成攻击性强的过氧化氢(Wasserstoffperoxid),维生素C可以杀死癌细胞而不伤害健康细胞。

  维生素C的化学名为抗坏血酸,属于所谓的抗氧化剂(Antioxidantie),也称净化剂。它可以遏制那些攻击性强、导致癌细胞产生的氧分子。不难设想,足够剂量的维生素C可以预防癌症。当前的研究表明,维生素C除了传统的预防作用外,还可用于癌症化疗,防止癌细胞扩散。

  实验室研究人员将癌细胞和健康细胞分别浸泡在高浓度的维生素C溶液中。它所形成的过氧化氢杀死了很大一部分癌细胞,而健康细胞几乎毫发无伤。

  之后科学家根据患癌症的小白鼠体重,以千分之四的比例将维生素C直接注入其腹腔。此后恶性胰腺肿瘤、卵巢肿瘤及脑瘤的生长速度降低了41%至53%,而健康的细胞却毫无损伤。

  接下来一个由志愿者参加的研究证明,高浓度的维生素C同样可以进入人体血液。研究人员认为,对于未来癌症病人的化疗来说,维生素C将是一个重要的元素。不过他们同时强调说,通过富含维生素的膳食或是维生素制剂达到所需的浓度几乎是不可能的。人体的内在保护机制阻止过多的维生素进入血液,多余的维生素将会被排出体外。

  9. PNAS:大剂量静脉注射维生素C可选择性杀死癌细胞

  美国国立卫生研究院的科研人员最近一项研究显示,用大剂量维生素C静脉注射,可选择性破坏癌细胞。

  这一作用是通过在靶组织形成过氧化氢介导的。根据内源性过氧化氢的抗菌防御作用,研究者认为,上述结果除可治疗癌症外,还应能治疗感染。

  在上世纪70年代,最初有研究提示维生素C有抗癌作用,但随后的研究均未能证实它的有益效应。后来研究人员发现,早期的研究是用静脉和口服联合给药法,而后来的研究仅单独口服给药。当时人们尚未充分认识到,不同的给药途径显著影响血浆浓度。

  但最近的研究显示,同等剂量的维生素C静脉给药比口服给药可获得更高水平的血浆浓度。美国NIH的Levine和同事检测了维生素C静脉给药的抗癌效果。他们的研究结果发表在9月20日出版的PNAS(2005,102:13604)上。

  体外研究表明,当维生素C的浓度为20mmol/L时,不影响正常细胞;而5个癌细胞系的EC50值(使50%的细胞受到保护的浓度)小于4mmol/L(该浓度静脉注射维生素C很容易达到)。进一步的分析显示,其杀癌细胞的作用不依赖金属鳌合剂,而需要过氧化氢形成。

  研究者结论认为,注射维生素C靶向介导过氧化氢的形成,而不导致自由基水平增高。这支持给癌症病人静脉用药。他们正在进行I期临床试验,以确定晚期癌症病人静脉用维生素C的安全性。

  10. Cancer Res:维生素C可能降低抗癌药效果

  美国科学家日前的一项研究表明,维生素C可能会严重削弱多种抗癌药物的功效。

  据英国广播公司报道,美国斯罗恩—吉特灵癌症研究中心的一项研究显示,和没有被注入维生素C的小白鼠相比,一系列抗癌药物对于被注入了维生素C的小白鼠体内癌细胞的杀伤力减少了30%至70%。

  在其后进行的化疗测验发现,被注入了维生素C的小白鼠体内的癌细胞生长更快。

  一些抗癌药物产生一种被称为氧化自由基的分子,它和癌细胞内的其他自由基产生反应,从而杀死癌细胞。

  从理论上讲,维生素C能够消灭这些自由基,可以使癌细胞在化疗中继续存活。

  但研究人员发现,关键问题并不是维生素C会杀死自由基,而是维生素C似乎在保护癌细胞内名为线粒体的微小结构免遭破坏。

  线粒体负责细胞内的能源生成,一旦遭受破坏,将导致细胞死亡。

  负责这项研究的马克·海尼博士说,维生素C似乎在保护线粒体不受侵害,因此就保护了细胞。

  而所有抗癌药物的作用恰恰是直接或间接地破坏线粒体的功能,从而导致细胞的死亡。

  但英国癌症研究会的欧文斯博士说,这项研究结果虽然很有意思,但仍然处于初期阶段。

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