維他命 C 可能透過改變基因表現而影響癌症發生?


維他命 C 是人類飲食不可缺乏的重要營養素!它不僅有「抗氧化」功效, 還是許多體內酵素的「輔因子」(cofactor)幫助酵素發揮正常活性。例如促使膠原蛋白形成正確結構的「脯氨酸羥化酶」(prolyl hydroxylase),以及某些 DNA 修飾酵素都需要維他命 C 協助,才能順利催化特定的生化反應。



細胞如何吸收維他命 C

多數哺乳動物能自己生成維他命 C,牠們的肝臟細胞具有「GULO 酵素」能將葡萄糖轉變成為維他命 C。然而靈長類(包括人類)體內的 GULO 酵素有使其失去活性的突變,因此無法自行生成維他命 C,必須由食物攝取。長期嚴重缺乏維生素 C 時會導致壞血病,這是因為膠原蛋白結構不正常,而使結締組織失去完整性所致,患者皮膚、黏膜會出現血點,嚴重時牙齒會脫落,若仍不處理將導致死亡,但現今因壞血病致死的案例已極少見。

維他命 C 主要藉由細胞表面「細胞膜」上的運輸蛋白進入細胞。有些維他命 C 會借道葡萄糖的運輸孔道進入細胞,因此當細胞外葡萄糖濃度高時會阻礙維他命 C 經此途徑進入細胞。還有一部分維他命 C 是經由「鈉離子依賴型維他命 C 運輸通道」(SVCT)進入細胞。當體內維他命 C 濃度足夠時,SVCT 運送維他命 C 的活性會被抑制,因此就算服用高劑量維他命 C,血液濃度仍然維持恆定。

維他命 C 的抗氧化能力

維他命 C 能幫助平衡細胞氧化還原狀態,故在對抗氧化壓力方面扮演重要角色。體內各式各樣活性氧化分子(reactive oxygen species,ROS),如超氧化物(superoxide)、自由基、單態氧(Singlet oxygen)等,當它們由維他命 C 獲得電子後就失去了攻擊 DNA、蛋白質等生物分子的活性,減少了基因突變或蛋白變性的機會。



維他命 C 是某些含鐵酵素的輔因子

許多含「鐵離子」的酵素,鐵離子經過反應氧化後,需要維他命 C 將之還原才有再次催化反應的活性。這些酵素有的與膠原蛋白生成有關,有的參與基因表現調控,例如將組蛋白、DNA 及 RNA 去甲基化的去甲基化酵素(demethylase)。這些酵素與維他命 C 的親和性並不高,細胞內的維他命 C 濃度必須維持相當高的水準,才足以推動酵素有效運作。



維他命 C 能調控基因的表現

許多去甲基化酵素在細胞內扮演調節基因表現的重要角色。細胞 DNA 有一部分會被甲基化而使基因表現被關閉,當這些甲基化 DNA 被去甲基化酵素作用後,基因表現會再被開啟。由於維他命 C 是這類去甲基化酵素的重要輔助因子,因此也能影響這些基因的表現多寡。



維他命 C 對幹細胞的影響

維他命 C 對培養胚胎幹細胞十分重要,培養液必須加入維他命 C,幹細胞才能正常生長。此技術也影響後來誘導幹細胞的誘發與培養,誘導幹細胞的培養液也都有添加維他命 C。直到 2010 年科學家終於明白,他們添加的維他命 C 一方面能降低幹細胞的 ROS,另一方面也透過去甲基化酵素,促進基因表現的重新編程(reprogramming),促進一般細胞誘導成為幹細胞。



高劑量維他命 C 的抗癌力

人體對於維他命 C 的吸收有相當嚴密的調控機制,因此儘管口服多高量,血液維他命 C 的濃度仍舊維持在數十微莫爾濃度(50~70μM)。然而若是以靜脈注射方式補充,則能使血液維他命 C 濃度上升約 100 倍,且無明顯負作用。高劑量維他命 C 的抗癌能力如何?早在 1970 年代就已有科學家嘗試,當時由諾貝爾獎得主 Linus Pauling 教授領導的試驗,顯示維他命 C 似乎有些微治療癌症的效果,但後續臨床試驗並未有振奮人心的結果,其中一個失敗的原因可能是後續實驗僅以口服方式給予維他命 C,沒能提高血液中的含量。然而近來幾項針對各種癌症(乳癌、卵巢癌、前列腺癌及肺癌等)的臨床試驗,以靜脈注射給予癌症病患高量維他命 C 時,又再度證明有抗癌功效,高劑量維他命 C 對治療某些血癌病患的療效也逐漸展露曙光。




維他命 C 對人體健康的重要性無庸置疑,近年來的研究更顯示它還可能有預防癌症、治療癌症的能力。雖然科學家尚未釐清維他命 C 殺死癌細胞背後的分子機轉,可以確定的是日常飲食補充足夠維他命 C,對身體健康絕對有好處;若是想以維他命 C 治療癌症則不能單靠飲食攝取,必須以靜脈注射高濃度維他命 C。

轉載自: https://technews.tw/2018/10/19/vitamin-c-in-stem-cell-reprogramming-and-cancer/

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