维生素C作为人体必须的营养元素,凭借抗氧化、增强免疫力及美容等多重功效为大众熟知。自其抗肿瘤作用被报道以来,相关学术争议始终存在,学界对维生素 C 与肿瘤关系的探索也从未止步。近年来,诸多研究证实高剂量维生素 C 可通过氧化还原等作用发挥抗肿瘤功效,但在肾癌尤其是转移性肾癌中的治疗效果及作用机制,仍是亟待解释的科学问题。
近日,timi天美传孟若羽泌尿外科周利群、李学松教授团队与解放军总医院慈维敏教授团队合作的题为“Single-Cell Analysis Reveals that Vitamin C Inhibits Bone Metastasis of Renal Cancer via Cell Cycle Arrest and Microenvironment Remodeling”相关研究成果在线发表于国际著名期刊Advanced Science(Q1区,IF=14.3)。此项研究系统阐述了维生素C对于骨转移性肾癌的治疗作用及相关机制。
肾癌骨转移是继肺转移之外第二大常见的转移部位,目前临床虽可使用靶向及免疫治疗,但预后欠佳,主要为对症支持治疗。骨转移的过程极为复杂,涉及多个关键阶段,肿瘤细胞的内在生物学特性与骨髓独特微环境相互作用,共同推动着转移进程,这一过程可以用“种子和土壤”假说形象地描述。值得注意的是,骨转移并非肿瘤细胞扩散的终点,约有叁分之二的骨转移病例后续会继发其他器官转移。即便在初始诊断时表现为其他器官转移,也常常能在骨髓中发现微转移灶。骨髓中的肿瘤细胞多呈现肿瘤干细胞的表型,这种特征可能与骨髓中存在大量造血干细胞有关,使肿瘤干细胞具有更强的亲骨特性。同时,这种干细胞特征也使肿瘤细胞能够“伪装”自己,从而逃避免疫系统的识别与攻击。深入解析骨转移肾癌肿瘤及其微环境的特征,开发出有效的治疗方案,对于改善患者生存质量和预后至关重要。
在该研究中,研究人员首先利用3D细胞培养体系成功获得肾癌肿瘤干细胞,并通过尾动脉注射的方式构建出高效的骨转移肾癌动物模型。转录组分析结果显示,肿瘤干细胞中的维生素C通路被显著抑制。基于这一发现,研究人员推测,通过添加外源性维生素 C 可能会对肿瘤治疗产生积极效果。后续研究中,通过体外及体内应用生理剂量维生素C衍生物磷酸酯镁,发现能够显著抑制肿瘤干细胞的生长并抑制骨转移形成。
为进一步探究这一现象背后的具体机制,研究者对接受维生素C治疗组和对照组的小鼠肿瘤组织进行单细胞转录组测序。分析结果揭示,经过维生素C治疗的小鼠,其肿瘤细胞周期发生了阻滞,这一变化直接破坏了肿瘤细胞的增殖能力。同时,维生素 C 还对肿瘤微环境进行重塑。具体而言,它能够抑制破骨细胞的分化,从而改善骨转移导致的骨质破坏;另一方面,调控中性粒细胞的募集,激活其细胞毒性,降低CXCR2基因表达,减少具有促肿瘤作用的N2型中性粒细胞浸润。尤为重要的是,当维生素C与CXCR2抑制剂联合应用时,进一步降低了骨转移的形成。
此项研究的意义在于,其不仅发现了维生素颁在靶向肿瘤干细胞及肿瘤治疗中的重要作用,还突显了维生素颁作为肿瘤治疗药物的巨大潜力。本研究更进一步提示,维生素颁单独或与其他药物联合应用,可能成为肾癌患者当前治疗方案中极具价值的补充治疗手段。
北大医院泌尿外科周利群教授、李学松教授,解放军总医院泌尿外科研究所慈维敏研究员和中科院北京基因组研究所史悦副研究员为本文共同通讯作者;泌尿外科博士后张建烨、胸外科林钢主任医师、中科院北京基因组研究所博士生张琪为本文共同第一作者。该研究得到了北京市自然科学基金、国家自然科学基金、首都医学发展科研基金、首都临床特色应用等项目资助。
通讯作者
周利群
主任医师,教授,博士研究生导师,博士后合作导师,北京大学医学部泌尿外科学学系主任。河南大学第一附属医院院长,中国医师学会泌尿外科医师分会名誉会长,前任会长,中华医学会泌尿外科学分会常务委员,北京医学会泌尿外科学分会副主任委员,中国产学研合作促进会泌尿外科医学专委会主任委员,中国医师协会泌尿外科医师定期考核工作委员会主任委员,中国医师协会毕业后医学教育外科(泌尿外科方向)专委会常务副主委,中国研究型医院学会泌尿外科学专业委员会副主任委员,CUDA微创学组组长,CUA微创学组副组长,CUA UTUC协作组组长,CUA UTUC诊疗指南专家组组长,《Journal of Clinical Oncology》中文版泌尿生殖肿瘤专刊主编,《The Journal of Urology》杂志国际编委,河南大学“至善”特聘教授领军人才。
曾荣获中国医师奖、吴阶平泌尿外科医学奖、世界华人泌尿外科学会杰出贡献奖,颁鲍础金膀胱镜奖、国之名医及金柳叶刀奖等。发表文章610余篇,其中英文文章260余篇,英文第一及责任作者160余篇。主持国家及省部级基金多项,包括“863”及科委重大项目课题、卫计委重大项目牵头人、多个国自然项目、首发及首特重点项目等;以第一完成人荣获省部级奖项9项,共获得15项;主编专着7部,译着2部。
李学松
主任医师,教授,博士研究生导师,博士后合作导师,北京大学泌尿外科研究所副所长,北大医院泌尿外科主任。中国医师协会泌尿外科医师分会(CUDA)第四届委员会副会长、中国医疗保健国际交流促进会泌尿男性生殖医学分会副主任委员、中华医学会泌尿外科学分会(CUA)机器人学组委员兼副秘书长、CUDA上尿路修复协作组组长、CUDA上尿路尿路上皮癌(UTUC)协作组组长、CUDA修复重建学组副组长、CUDA数字与人工智能学组副组长、中国医师协会毕业后医学教育外科(泌尿外科方向)专业委员会副主任委员、中国医学装备协会人工智能和医用机器人工作委员会第二届常务委员、北京癌症防治学会泌尿肿瘤专业委员会主任委员、北京医学会泌尿外科学分会尿路修复与重建学组副组长、亚洲机器人泌尿外科学会(ARUS)临床研究委员会委员、世界机器人学会学术主席(SRS,Academic Chair)等。
主持国自然科学基金3项,科技部重点研发计划1项(课题负责人),北京市自然科学基金2项,北京市科技计划1项,首都卫生发展科研专项重点攻关项目1项,研究总经费2700余万元。获得省部级以上奖项8项。在中英文杂志发表论文330余篇,其中第一或通讯作者发表厂颁滨论文180余篇,获得国家实用新型专利15项,参编或编译泌尿外科专业书籍23部。
第一作者
林 钢
主任医师,副教授,胸外科副主任、支部书记。第二届北京医学会胸外科分会委员北京大学医学部胸外科学系委员北京医学会胸外科分会青年委员北京医学会胸外科学会食管学组成员中国控制吸烟协会第一届控烟与肺癌防治专业委员会委员清华大学深圳研究生院医疗服务治理研究中心专家委员会专家《中华临床医师杂志》特约编委,在国家级刊物上(核心期刊)发表论文多篇。
张建烨
医学博士,泌尿外科临床博士后,毕业于北京大学泌尿外科研究所。主要研究方向为泌尿系肿瘤发生、转移、肿瘤微环境的相关基础及临床研究。参与国家自然科学基金、国家重点研发等课题,主持院内种子基金一项,以第一作者/共同第一作者在Advanced Science(2022,2025),eBiomedicine等国际知名期刊发表SCI论文8篇。
(泌尿外科)