为什么低温可以帮助饥饿肿瘤的燃料

主持人:本杰明·汤普森

欢迎回到自然的播客．本周:冷却棕色脂肪如何使肿瘤失去葡萄糖，并从破纪录的热浪中吸取教训。我是本杰明·汤普森。

(押韵)

采访者:本杰明·汤普森

癌细胞以其分裂、分裂、再分裂、再分裂、再分裂的能力而臭名昭著，嗯，你懂的。但这种能力需要一些重要的东西:燃料。来自瑞典卡罗林斯卡学院的曹艺海报道

受访者:曹艺海

癌细胞，与健康细胞最显著的特征之一是它们有不同的代谢程序。他们非常想吃糖。

采访者:本杰明·汤普森

癌细胞是葡萄糖的饕餮者——通过燃烧大量的葡萄糖来制造它们生长所需的能量和代谢物。这种对糖的贪得无厌的胃口可能代表着某种机会。如果你能让肿瘤失去葡萄糖呢?为了寻找灵感，怡海转向了另一种喜欢葡萄糖的组织——棕色脂肪。

受访者:曹艺海

它实际上是在环境变冷时帮助我们保持体温。所以，棕色脂肪在我们体内，就像一个散热器，能产生大量的热量。

采访者:本杰明·汤普森

当我们感到寒冷时，棕色脂肪会燃烧血糖和脂质分子，帮助我们保持体温，这给了艺海一个想法。

受访者:曹艺海

我很好奇，如果我们把有肿瘤的实验动物放在寒冷的环境中激活棕色脂肪，让棕色脂肪吸收大量葡萄糖，然后创造一个竞争的场景，也许肿瘤就没有太多葡萄糖可以吸收了。

采访者:本杰明·汤普森

这就是乙海和他的同事们所做的。他们用经过工程改造的小鼠来生长各种类型的人类实体肿瘤。然后，他们将小鼠置于凉爽的4°C环境中，以激活它们的棕色脂肪，并监测它们的肿瘤生长情况。

受访者:曹艺海

我们测试了许多不同类型的癌症，尤其是那些很难治疗的癌症，比如胰腺癌和肝癌。因此，通过将动物置于+4°C的低温环境中，几周后我们看到了非常有效的抗肿瘤作用。肿瘤生长得更慢，而且它们的侵袭性似乎也更小。这是一个很好的迹象。顺便说一下，他们活得更久。

采访者:本杰明·汤普森

研究小组发现，低温暴露会抑制不同类型肿瘤的生长，其中一种癌症——结直肠癌——与温度较高的小鼠相比，低温暴露小鼠的存活率几乎翻了一番。这不仅仅是因为寒冷。棕色脂肪似乎确实发挥了作用，因为在去除棕色脂肪或灭活棕色脂肪的小鼠身上，没有看到同样的肿瘤抑制效果。事实上，Yihai的团队通过多种方式测试了棕色脂肪的作用。他们发现，在寒冷环境下的小鼠血糖水平较低，被激活的棕色脂肪比肿瘤吸收更多的葡萄糖。提高小鼠的整体血糖水平逆转了抗癌效果。

受访者:曹艺海

事实上，当我们给老鼠喝高葡萄糖的饮用水时，肿瘤生长在很大程度上恢复了，所以这真的支持了降低血糖是机制之一的假设。

采访者:本杰明·汤普森

但这可能不是唯一的机制。例如，研究小组发现，在某些情况下，在冷老鼠的肿瘤中，与葡萄糖摄取有关的基因被下调了，这表明这可能是棕色脂肪消耗了可用的血糖，而肿瘤在一开始就没有那么有效地吸收葡萄糖的串联效应。叶海说，还有其他事情需要调查。

受访者:曹艺海

因为当脂肪分解并产生热量时，你也有很多代谢物和很多其他生长因子。肿瘤生长所需的细胞因子也会发生变化。目前，我只能将竞争视为一种机制，但也许未来的研究实际上会发现更多背后的机制。

采访者:本杰明·汤普森

尽管确切的机制尚不清楚，但叶海很想看看能否在人类癌症患者身上重现他在老鼠身上看到的效果。因此，他在一项初步研究中招募了一名处于化疗周期之间的霍奇金淋巴瘤患者，并要求她在一间温暖的房间里待一段时间，一间保持在22°C的房间，根据Yihai的说法，这个房间应该足够冷，可以激活棕色脂肪。然后对她进行扫描，看看这对她的棕色脂肪和肿瘤组织有什么影响。

受访者:曹艺海

在温暖的环境中，她确实有棕色脂肪激活。也许癌症的其他机制激活了棕色脂肪。然而，当她搬到寒冷的环境中时，她的肿瘤葡萄糖摄取大大减少，棕色脂肪信号变得更加强烈。这当然是一个病人。我们不能下任何结论。但是我们想要联系到这种东西确实存在于人类身上。这就是我们想说的。

采访者:本杰明·汤普森

Mariia Yuneva在英国弗朗西斯克里克研究所研究癌症生物学和代谢，她没有参与这项工作，她对这项研究很感兴趣，但指出它也提出了一些问题。

受访者:玛丽亚·尤涅娃

所以，首先，所有的肿瘤都是不同的，所以看看这些肿瘤是如何受到影响的，他们会转向其他类型的营养吗?比如，它们会使用更多的氨基酸吗?他们使用更多的脂类吗?那些原本依赖其他来源而不是葡萄糖的肿瘤会发生什么，我们知道它们是存在的。考虑到病人体内已经没有太多脂肪，而且他们的身体状况已经受到影响，你需要在多大程度上降低温度，以及对肿瘤产生影响的时间。

采访者:本杰明·汤普森

玛丽亚还想知道这种方法与使用限制卡路里饮食来饿死肿瘤葡萄糖的尝试有何不同，后者已经吸引了大量研究。

受访者:玛丽亚·尤涅娃

他们没有进行比较，但也许这是一种比限制卡路里更有效的降低葡萄糖水平的方法。因此，最近的研究表明，确实，降低饮食中的葡萄糖水平和限制卡路里可以对肿瘤进展产生影响，但这仍然不是一个非常清晰的图景。情况相当复杂，因为不同的肿瘤有不同的反应。

采访者:本杰明·汤普森

很明显，新陈代谢是复杂的，关于实验室如何将饥饿肿瘤的葡萄糖转化为临床，还有很多需要学习的地方。但Yihai认为，通过适当的测试，如果他所展示的效果被发现与人类相关，那么它可以成为对抗癌症的一个简单而有用的额外武器。

受访者:曹艺海

在这项研究中，我们想提出一种新的癌症治疗方法。我们想确保这与人类相关。对于未来，确实需要通过招募大量的感冒患者来仔细研究，结合什么样的治疗方法，才会产生最有益的效果。看看哪种类型的癌症更适合这种疗法。我们现在还不知道，所以我们想和临床肿瘤学家一起做。

采访者:本杰明·汤普森

这是来自瑞典卡罗林斯卡学院的曹艺海。您还听到了来自英国弗朗西斯克里克研究所的玛丽亚·尤内娃的发言。要阅读叶海的论文，请在本周的展览笔记中找到一个链接。接下来，我们将了解影响世界许多地区的破纪录的极端热浪，以及科学家们从中学到的东西。不过，现在是丹·福克斯本周阅读的《研究要闻》时间。

(押韵)

丹•福克斯

大约300年前，一群人划桨穿过南美洲南端火地岛群岛遥远冰冷的水道，登上了一座狂风肆虐的岛屿。在那里，他们建立了研究人员所说的工业革命前世界上最南端的人类前哨。该场地位于智利Hornos岛的南部边缘。在那里，研究人员发现了一个壁炉、一堆贝壳、两个鱼叉尖和大量海洋哺乳动物和鸟类的骨头。放射性碳年代测定法表明，该遗址可能是一个狩猎营地，在1428年至1803年期间被短暂占领。在该岛的一个斜坡上，研究人员还发现了世界上最南端的树木。研究小组表示，这种植物标志着树木无法忍受世界最南端恶劣环境条件的极限。仔细阅读这项研究古代．

(押韵)

丹•福克斯

站在独木舟或桨板的边缘，上下跳跃可以推动船只前进——研究人员已经找到了方法。这项工作背后的团队创建了一个独木舟的简化模型，受垂直力的影响，代表一个人有节奏地向下推，同时站在独木舟的船尾附近。该模型显示，独木舟的摆动会产生自己的波浪，当向下推的时间正确，并与轻微的向前和向后推交替时，独木舟可以以高达每秒1米的速度在自己的波浪上冲浪。这并不是最有效的运动方式，上下摆动所消耗的能量中只有不到17%转化为水平运动。但作者推测，在竞技赛艇比赛中，运动员产生的摆动可以帮助独木舟获得轻微的额外推力。鲍勃去了物理复习液阅读研究全文。

(押韵)

采访者:本杰明·汤普森

上个月在英国，气温超过40°C，打破了记录，这是自有测量以来首次出现这种情况，打破了3年前创下的记录。在世界各地，情况也很相似。气候科学家长期以来一直警告说，由于气候变化，极端高温和极端热浪将变得更加频繁。但这些事件发生得比预期的更快、更猛烈。记者亚历克斯·维策写了一篇专题文章自然关于这些事件以及研究人员可以从中学到什么，她在科罗拉多州加入了我的行列。

受访者:Alex Witze

嗨，谢谢你邀请我。

采访者:本杰明·汤普森

那么，当我们谈论极端高温或极端热浪时，我们指的是什么?实际的定义是什么?

受访者:Alex Witze

有很多不同的方式可以定义极端高温。它指的是某一天的最高记录温度高出多少。热浪可以通过温度高于正常温度的天数来定义。所以，极端高温是任何事情，温度记录被打破的方式有很多，而且很多记录都在下降。

采访者:本杰明·汤普森

那么，世界各地的情况如何呢?我们看到了什么?

受访者:Alex Witze

多年来，世界各地都有很多高温，而且情况越来越糟。因此，去年夏天在北美太平洋西北地区发生的一场巨大的热浪事件打破了科学家们的预期。就温度而言，这绝对是破纪录的。加拿大创造了全国气温记录，比该国任何地方都高出数摄氏度。全世界也是如此。所以，中国在过去的一两周经历了一场巨大的热浪。今年6月左右，日本经历了有史以来的最高气温。今年早些时候，印度和巴基斯坦发生了大规模的热浪，过去几年也是如此。所以，基本上，每年夏天，无论你在地球上的任何地方，都有很多这样的事情发生，就像你说的，更快，更猛烈。

采访者:本杰明·汤普森

显然，气候变化有各种各样的影响——当然，其中许多影响令人难以置信地严重——但极端高温似乎带来了一系列特定的后果。

受访者:Alex Witze

是的，它在很多方面都是致命的，与气候变化的其他一些后果不同。酷暑，我是说，它会要了你的命。它会导致人们中暑。从字面上看，我们的身体无法承受。所以，有一种你在一天中是如何回应的?户外工作者如何生存?没有空调的人是如何生存的?但还有这些社会后果，尤其是在基础设施方面。我是说，我们听说希思罗机场的跑道变软了。我们听说铁路不得不关闭，因为火车不确定是否能在轨道上运行，因为天气可能太热了。 You've got electrical grid overload, and this becomes really crucial in super-hot areas where the electricity companies start rolling blackouts, or brownouts as we call them here in the States, where they throttle back because there's so much demand on the grid, and then people aren't able to use fans or air conditioning or whatever is available to them in terms of cooling off. Our entire societal infrastructure is woven in and can be affected by this.

采访者:本杰明·汤普森

当然，人们对热浪的研究已经有很长一段时间了，现在的趋势是热浪越来越多，而且越来越严重。但这些在世界各地出现的破纪录事件似乎超出了人们的预期，而且发生得比预期的要早。

受访者:Alex Witze

是的，我和一群研究极端高温和极端的科学家谈过，在这个故事中，什么构成了极端。他们都说，我们预料到了极端高温。我们预计会出现极端记录。但它那种打破记录的一面，当你真正看到它就在你面前，你看到它发生的时候，它真的有点具体化了气候科学家在过去很多很多年里发出的很多警告。如果你有一天比过去的记录高0.1°C，这是一回事。但是当你观察一个国家的大部分地区时，就像最近英国的热浪一样，绝对打破了记录，比以前的记录高了整整几度，这让科学家们感到震惊。

采访者:本杰明·汤普森

可能是什么导致了“我们期望在未来几十年实现这一目标”和“实际上，这正在发生”之间的差异。

受访者:Alex Witze

我们开始讨论科学家知道什么，不知道什么。我的意思是，气候科学家知道的是我们需要知道的很大一部分。我的意思是，这是简单的物理，对吧?我的意思是，大气中有更多的温室气体，全球温度正在上升，极端情况会变得更热。这是有细微差别的。在某些方面，气候模型并不能100%地捕捉到关于我们未来和极端高温的一切。例如，我们如何使用土地，我们如何灌溉土地，这可以在某种程度上缓解我们可能看到的极端情况。所以，就好像我们已经知道了大部分情况，但我们仍然在微调它到底能有多糟糕。在与我交谈过的气候科学家中，他们大多说，‘这些事情将会发生，现在正在发生，我们预料到了这些。但事实是，如此多的记录正在以如此多不同的方式被打破，在世界各地，如此之快。 It's like the timescale just kind of moved up.’

采访者:本杰明·汤普森

因此，科学家们，当然，争先恐后地从过去几个月和几年里发生的事情中了解他们所能了解的。这些极端事件教会了科学家什么关于事物发展的方式?他们学到了什么?

受访者:Alex Witze

我认为这个问题有两个答案，一个是，极端的统计数据是什么，情况有多糟糕?从某种意义上说，这很有趣因为你可以量化事情有多糟糕。因此，从某些方面来看，历史上只有5次比2021年太平洋西北地区的巨大热浪更糟糕。然后人们开始量化最近欧洲和英国的热浪到底有多糟糕。老实说，从我作为记者的角度来看，这似乎有点像计算数字，比如某件事有多糟糕。比如，我们知道，它们很坏，对吧?我们要知道到什么程度?但是，我想更重要的是许多气候科学家试图传达的信息，那就是，第一，最重要的事情是让社会减少排放。除此之外，我们如何开始适应?我们如何开始在日常生活中引入实践，使我们能够在这些极端的热浪中生存?

采访者:本杰明·汤普森

在适应方面，我们讨论的是什么呢?当然，当我们生活在城市环境中时，很难找到任何喘息的机会。

受访者:Alex Witze

世界上有很多城市在制定供暖计划方面都非常积极主动。所以，当你经历了非常糟糕的热浪时，你可以开始准备下次不那么糟糕了。例如，在法国，以及欧洲大部分地区，2003年，有一场热浪夺走了成千上万人的生命，可能是7万人，结果，很多变化被引入。2006年，当热浪袭来时，并没有那么致命。这些都非常容易做。这就像在城市中引入冷却中心一样。所以，也许你开了一个有空调的图书馆，那些在街上闲逛的人可以进来凉快一下。这些东西对人们有巨大的影响，仅仅是为了熬过热浪。还有一些城市在这方面做得很好。亚利桑那州的凤凰城是美国最热的大城市。 It's in the desert in the southwest. And they've done a lot of simple things like putting shade at bus shelters, introducing recreation centres where people can go and cool off. This is also true in Southeast Asia, particularly in India, there are a number of cities that have adopted heat action plans. And again, really straightforward things – keep the park open, close stuff down that doesn't need to be open – very common-sense approaches that reduce death tolls significantly.

采访者:本杰明·汤普森

亚历克斯，从你说的话来看，有些措施是事后才加进去的。提前计划怎么样?科学家们是否模拟了未来极端事件更有可能发生的地方，以便在那里采取措施?

受访者:Alex Witze

是的，世界上有些地方极端高温是常见的，我们知道情况会变得更糟，所以，东南亚的一些热带城市。但西欧是一个有趣的研究案例，因为他们几周前遭遇了非常严重的热浪，今年他们已经经历了多次热浪。在过去的几年里，在过去的几年里，欧洲每年都有记录被打破。我们在专题中讨论过的一项研究中有一项新的研究，西欧基本上被确定为热浪的热点——抱歉，这个双关语并不坏。从本质上讲，穿过北大西洋的急流分裂成这两条线，急流分裂成这两条线，使得热浪在西欧发展并持续。最重要的是，西欧极端高温的增长速度是北半球其他可比地区的三到四倍。

采访者:本杰明·汤普森

那未来呢，亚历克斯?随着这些极端高温事件变得越来越频繁，看起来趋势真的没有朝着正确的方向发展。

受访者:Alex Witze

这绝对不是，一切都取决于我们如何设法降低排放。因此，如果我们能够降低排放量，并保持温度升高，那么这将有助于扭转曲线，远离这些极端事件。但感觉上，我们现在正处于一个小小的过渡时期，我们正在经历气候变化带来的一些最可怕的后果，我们仍然可以为此做些什么。举个例子，就在本周，美国国会参议院通过了一项重要的气候法案。在报道中，一些人说一些政客，一些参议员，可能开始被他们所看到的极端天气事件所左右。所以，很难在这种特殊的热浪和参议院通过气候法案之间划清界限，但毫无疑问，当我们经历这些破纪录的事件时，它正在产生影响，我认为，对人们对气候变化的概念和政治家最终对此采取行动的意愿产生了影响。

采访者:本杰明·汤普森

这是Alex Witze。要阅读她的专题文章，请在节目说明中找到链接。这就是我们这周的全部内容。和往常一样，你可以在推特上联系我们——我们是@NaturePodcast。或者你可以发邮件到podcast@nature.com。我是本杰明·汤普森。下次见。