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10. 癌症研究 - 第一部分:是细胞核遗传疾病还是线粒体代谢疾病?

Updated: Jun 9, 2023

Dr. Thomas Seyfried 拥有遗传学和生物化学博士学位。他是波士顿学院的生物学教授。 Seyfried 博士发表了 200 多篇经过同行评审的文章。他是“癌症是一种代谢性疾病:关于癌症的起源、管理和预防(Wiley,第 1 版,2012 年)” 这本书的作者。 多年来,他一直在挑战当前被普遍接受的癌症理论,即遗传学说。 在他的演讲——“癌症作为一种代谢性疾病:对新疗法的影响”中,他解释了他是如何提出这一理论的。 对他的理论,科学界一直有很多争议和挑战。 让我们试着套用科学方法来分析他的讲话,以证实他的理论。



首先让我们回顾一下:科学方法是一种解决问题的方法,是生物学和其他科学的核心。它有五个基本步骤,外加一个反馈步骤:


1. 做出观察

2. 提出问题

3. 提出假说或可检验的解释

4. 基于假说做出预测

5. 验证这个预测

6. 迭代:利用结果做出新的假设或预测


下面是他的演讲的摘要。

1.他观察到:美国和全世界都在发生癌症危机。仅在美国,从2013年到2020年,每年新增癌症病例增加了8.1%,每天死亡人数增加4.3%。2020年,新增病例数为180万,每天死亡1662人。这是一个非常令人沮丧和令人担忧的信息,在此期间,我们在减少癌症死亡率方面几乎没有取得任何重大进展。


2. 他问了一个问题:癌症预防和治疗失败的主要原因是什么?


3. 他提出了一个假说:在他看来,失败的原因与我们对癌症的理解有关。它是一种核遗传疾病还是线粒体代谢疾病?目前普遍接受的理论是,癌症是一种遗传疾病。无论是抑制或刺激细胞分裂的基因突变都会导致癌症。当正常细胞遭受一系列随机突变时,(没有人知道确切的数目应该有多少),有着正常生长控制的细胞最终成为恶性细胞。这种恶性细胞会生长失控,并可能扩散到全身。他认为代谢理论比遗传理论能更好地解释癌症的起源。他列举了之前发表的很多篇论文,这些论文都对体细胞突变理论提出了质疑。



4. 基于上面这个假说他做出的预测:线粒体氧化磷酸化的损伤最终导致了细胞核的突变。细胞核中的突变是线粒体损伤的下游表观现象。


5. 对他预言的验证:他们做了大量的实验来支持线粒体代谢起源理论。下面的这张漫画总结了他们所做的大量实验。

图1. 绿色的正常细胞包含一个正常的完整核基因组,它们在细胞质中也有正常的线粒体。他们可以在能量和基因方面都正常调节自己的生理机能。它们会产生更多的正常细胞。

图2. 红色肿瘤细胞产生其他肿瘤细胞。肿瘤细胞在细胞核中有许多基因突变,但在细胞质中也有缺陷,在线粒体中缺乏嵴或有其他异常。那么是细胞核中的突变导致了癌症还是细胞质中线粒体的缺陷导致了癌症?核和线粒体转移实验清晰地解决了这些问题。

图3.把肿瘤细胞核转移到正常细胞的细胞质中。结果发现,可以从有肿瘤细胞核的细胞中克隆出正常细胞,或是正常组织,甚至是老鼠或青蛙。这些有机体都没有显示出癌症。

图4. 另一方面,当正常细胞的细胞核被转移到肿瘤细胞的细胞质中,它们不是形成正常细胞,而是继续产生死细胞或肿瘤细胞。这些结果与癌症的体细胞突变理论预测的结果完全相反。如果说癌症起源是在细胞核:那么图3应该形成肿瘤。图4应该不会形成肿瘤。

5. 另外,同样的当正常的线粒体被移植到癌细胞中,也不会产生肿瘤。因为它可以抑制肿瘤的发展。

他表示这五项研究共同提供了迄今为止最有力的证据,证明癌症不可能是细胞核中的体细胞突变。这种疾病也不可能是一种遗传疾病。


6. 迭代:利用结果做出新的假设或预测。-待续


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