芝加哥大学重磅发现:玉米黄素能 “激活” 免疫细胞,精准杀伤肿瘤!

在癌症治疗领域,科学家们始终在寻找更安全、更有效的干预方式。近日,芝加哥大学一项发表于《Cell Reports Medicine》期刊的研究,为癌症防治带来了新的曙光 —— 一种常见于玉米、菠菜、西兰花等日常食材中的植物性营养素 “玉米黄素”,被证实能显著增强免疫细胞对多种肿瘤细胞的杀伤能力,为通过膳食干预辅助抗肿瘤提供了科学依据。

玉米黄素是一种广泛存在于水果、蔬菜中的膳食类胡萝卜素,像我们常吃的玉米、羽衣甘蓝、菠菜、西兰花,甚至蛋黄中都含有这种成分。它无法由人体自主合成,只能通过饮食或膳食补充剂摄入,与结构相似的叶黄素同为人体循环和组织中常见的类胡萝卜素。但此次研究发现,二者在抗肿瘤作用上存在天壤之别 —— 玉米黄素能精准 “激活” 免疫细胞,而叶黄素却无此效果。

研究团队通过体外筛选与体内实验相结合的方式,展开了系统性探索。在体外实验中,他们从血液营养素库中筛选影响小鼠 Pmel-1 CD8+ T 细胞(一种关键的抗肿瘤免疫细胞)细胞毒性的成分,结果显示,玉米黄素能有效增强该细胞对 B16F10-luc2 肿瘤细胞的杀伤作用;而其结构异构体叶黄素,即便在相同条件下,也未表现出类似效果。

体内实验进一步验证了这一结论。给小鼠口服玉米黄素补充剂后,其体内 B16F10 黑色素瘤和 MC38 结肠癌的生长被显著抑制;但当研究人员用抗 CD8 抗体耗尽小鼠体内的 CD8+ T 细胞后,玉米黄素的抗肿瘤作用彻底消失。这一结果明确表明,玉米黄素的抗肿瘤效果完全依赖于 CD8+ T 细胞,与 CD4+ T 细胞关系甚微,证实了它对 CD8+ T 细胞的 “重编程” 作用。

深入研究发现,玉米黄素对免疫细胞的调节作用十分全面。流式细胞术分析显示,口服玉米黄素后,小鼠肿瘤浸润性白细胞中 CD8+ T 细胞的数量和比例显著增加,且这些细胞的活化标志物(如 CD69、ICOS)以及促炎细胞因子(肿瘤坏死因子 -α、干扰素 -γ 等)的表达水平大幅提升,意味着 CD8+ T 细胞的 “战斗力” 显著增强。同时,肿瘤中有助于抗肿瘤免疫的 CD4+ T 辅助 1(Th1)细胞比例上升,具有免疫抑制作用的调节性 T 细胞(Treg)比例下降,为肿瘤微环境营造了更利于免疫攻击的氛围。

那么,玉米黄素是如何 “唤醒” CD8+ T 细胞的?研究团队通过 KAS-seq 分析揭开了背后的机制:玉米黄素能直接结合 T 细胞受体(TCR)复合体,特异性富集 TCRα、TCRβ 和 CD3ζ 亚基,促进细胞膜上 TCR 复合体的形成与稳定。而 TCR 信号传导是 CD8+ T 细胞发挥细胞毒性、产生细胞因子的关键触发因素。当 TCR 复合体被激活后,会引发下游一系列信号级联反应 ——Lck 激酶活化,ZAP-70、磷脂酶 Cγ(PLCγ)磷酸化,最终激活转录因子 NF-κB 和 NFAT,释放内质网中的 Ca2+,从而全面驱动 CD8+ T 细胞的功能激活。

更令人振奋的是,玉米黄素在癌症联合治疗中展现出巨大潜力。研究发现,口服玉米黄素补充剂与抗 PD-1 抗体(免疫检查点抑制剂)联合使用时,在黑色素瘤和结肠癌模型中能协同抑制肿瘤生长,效果远超单一疗法。此外,玉米黄素还能增强人 TCR 基因工程 T 细胞(TCR-T 细胞)的体外细胞毒性,有效杀伤 A375 黑色素瘤、U266 多发性骨髓瘤、U87 胶质母细胞瘤等多种人类肿瘤细胞系,为提升 T 细胞免疫疗法的临床响应率提供了新方向。

值得注意的是,玉米黄素的抗肿瘤作用与其独特结构密切相关,并非单纯依赖类胡萝卜素的抗氧化特性。研究中还发现,海洋植物中的岩藻黄素可能在促进肿瘤坏死因子 -α 产生方面效果更强,但玉米黄素在增强 CD8+ T 细胞活化、协同免疫治疗等方面的综合表现,使其成为膳食抗肿瘤研究的重点方向。

这一研究不仅为癌症治疗提供了新的思路,也让人们重新认识到日常饮食中营养素的潜在价值。未来,随着对玉米黄素作用机制的进一步探索,以及临床研究的推进,这种常见于餐桌食材中的营养素,有望成为辅助癌症治疗、提升免疫功能的 “天然武器”,为更多患者带来希望。


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