限制不增强针对乳腺癌的化 疗的效力
[0194] STS在增加各种癌症治疗中的效力是双重的：其避免对正常细胞/组织的化学疗 法诱导的毒性并使恶性细胞对化疗剂敏感。然而，即使短时间的禁食（例如4天）可对于 大部分人是个挑战并且因此"更温和"限制卡路里的方法可能是更可行的方案。为了检测 短时间段50% CR(ICR)膳食是否可产生与确立的禁食方案类似的有益效果，将鼠4T1乳腺 癌细胞皮下移植至雌性BalB/C小鼠并且监测肿瘤进展。肿瘤移植之后十二天，测量肿瘤 体积并且小鼠指定为未处理的对照组（AIN93G)，用顺铂（⑶DP)治疗的组或间歇进食50% CR(ICR)三天然后顺铂治疗的组。未处理的对照组中的肿瘤进展快速并且在肿瘤移植之后 54天达到2000mm的实验终点体积（图25B，黑圆圈）。三轮顺铂治疗延迟肿瘤进展；这些 小鼠的肿瘤体积是未处理的小鼠中的尺寸的约一半（图25B，蓝色方形）。与STS相反，间 歇的限制50%卡路里的AIN93G进食方案饲养小鼠三天然后顺铂注射不产生肿瘤的敏化并 且不增强化疗（图25B，橙色三角形）。该实验组中的肿瘤体积与单独用顺铂处理的小鼠的 肿瘤体积并无明显不同。
[0195]4?讨论
[0196]先前显示血糖和IGF-1水平的主要降低是部分由于动物癌症模型中2-3天禁食的 有益作用。在小鼠中，60h短期禁食降低体重20%或更多，血清IGF-1多达75%，和葡萄糖 多达70 %。在这些条件下，动物是高度压力抗性的，与酵母中的结果一致，并且各种肿瘤对 化学疗法和放射疗法敏感。当20%体重减轻用作终点时，如预期的，各种程度的CR方案产 生积极更快的体重减轻同时也降低IGF-1和葡萄糖。但是，也观察到相当更短的STS方案 对葡萄糖比大部分CR膳食具有更显著的作用，即使当CR膳食维持9-13天并且造成同样 20%的体重减轻。当与短期饥饿相比，限制卡路里的膳食的较不显著的作用可解释为在完 全缺少营养素的条件下独有的独特的生理学应答（Lee和Longo, 2011)。例如，在该研究中， 短期禁食造成的血糖的降低是70%并且在60h内出现相比于90% CR膳食96h之后造成的 40%的葡萄糖降低。
[0197]当缺少食物时，哺乳动物一般经历三个代谢阶段：1)吸收后阶段，食物吞咽之后 持续10个或更多个小时，其涉及使用糖原作为主要储存能源，2) -旦肝糖原储存耗尽，通 过糖异生的氨基酸依赖性葡萄糖产生，和3)其中当丙三醇和脂肪酸从脂肪组织释放并且 成为主要能源时，剩余的葡萄糖主要被脑消耗的阶段。在禁食的数天，源自脂肪的酮体成为 主要的碳源。在体内，这些改变触发细胞应答，包括下调与增殖、细胞生长相关的途径和降 低活性氧物质的产生，同时增加基因组稳定性和细胞压力抗性。葡萄糖是用于增生细胞比 如恶性细胞的主要能源并且升高的血糖已经与增加的癌症风险相关联。许多癌症细胞具有 升高的葡萄糖吸收速度并且依赖于糖酵解随后乳酸发酵，甚至在存在氧的情况下，代替丙 酮酸盐氧化之后的糖酵解，称为Warburg效应的现象（Oudard等，1997 ;Warburg，1956)。在 正常细胞中，血糖以及IGF-1的下降可能有助于激活压力抗性转录因子的差别调节，所述 转录因子被营养素感知途径和细胞周期进展负调节。在癌症细胞中，低葡萄糖反而存在具 体的和主要挑战；尤其当也存在化疗药物时。
[0198]与对血糖和IGF-1的部分作用一致，本公开的结果指示72小时的50% CR，同时以 及限制碳水化合物或蛋白质的膳食，仅仅对压力抗性具有部分作用。短时间段50% CR方案 和顺铂治疗的组合与STS和化学疗法的组合相反，不呈现增强化疗效力。本公开提示三天 的50% ICR不明显降低血糖水平并且因此可能在该时间段不足以降低鼠乳腺癌细胞的碳 源代谢。进食3天限制50%的膳食和限定大量营养素的膳食，生酮90% HF膳食除外，都不 降低血糖水平，其已经显示促进宿主保护和肿瘤敏化。有趣地，生酮膳食50 %降低卡路里消 耗三天进食之后导致血糖水平30%下降，推测由于该膳食非常低的碳水化合物含量（小于 1%)的作用。但是，本公开的压力抗性实验指示该降低不改善生存。另外，没有来自任何 CR膳食的小鼠实现与本文呈现的实验中60h禁食（STS)引起的等同保护。需要用扩展进食 方案和更大实验组大小的另外的研究来理解具体的膳食是否可足以实现由于禁食周期造 成的那些类似的DSR和DSS作用。进一步的研究可也评估各种限定大量营养素的和CR膳 食对R0S产生、肿瘤进展和压力抗性的作用。
[0199]膳食蛋白质和所得的氨基酸含量看起来影响寿命和健康衰老。限制性蛋白质摄 取共享CR的一些生理学效果，包括降低的代谢速度、降低的氧化损伤、增强的肝脏抗毒性 和致癌损害，降低的肿瘤病变前损害和肿瘤。此外，CR和蛋白质限制都降低血清IGF-1水 平，其可能是寿命延长的贡献者之一，由于IGF-1样信号传导途径调节各种模型生物体比 如秀丽隐杆线虫、D.果蝇和小鼠的寿命。IGF-1途径显示为影响动物寿命和对氧化应激 的敏感性，与缺少IGF-1受体的小鼠中对氧化应激具有较高抗性相一致。叉头盒蛋白质 01 (F0X01)，即IGF-1/AKT信号传导的下游靶，在IGF-1/AKT信号传导缺失/降低的情况下 可进入核，其中它可调节涉及氧化应激抗性、寿命和代谢的各种各样的基因，并且因此它是 涉及针对压力和疾病发展相关的衰老的保护的关键机制。先前提示，IGF-1的降低产生对高 剂量化疗以及肿瘤敏化的改善的压力抗性。IGF-I通过增加其增生率和抑制细胞凋亡对各 种癌症细胞发挥有效的致癌效果。在缺乏IGF-R信号传导的下游效应器的小鼠的研究中， 包括通过雷帕霉素和S6K1的mTOR抑制，表明IGF-I的细胞内有丝分裂途径下游在调节寿 命和压力抗性，而同时降低肿瘤生长的中心作用。另外，患有生长激素受体缺乏的人具有显 著较低的循环IGF-1水平，并且也展示癌症和糖尿病急剧降低的发病率，这在具有完整的 生长激素受体的年龄匹配的相对者中更常见。
[0200] 与对照组中的小鼠的生存率相比，用限制卡路里的低碳水化合物膳食（LCHP)供 应的组中的小鼠在所有CR组中具有最差的生存率。在该组中的小鼠在三天喂养期间消耗 相似或更大量的脂肪源性卡路里（50% CR LCHP中的20. 9%对17. 2%自由AIN93G)和更重 要地蛋白质源性卡路里（50% CR LCHP中的22. 6%对18. 8%自由AIN93G)的事实可能解 释保护的缺乏。值得注意地是在压力抗性的引导上提出的结果为基于相对短的（72h)喂养 期，因此如果不能被排除，具有改变的卡路里和/或大量营养素限制的较长的CR方案可产 生改进的压力抗性。
[0201] 生酮膳食被广泛用于治疗儿童中的顽固性癫痫，但是也在癌症治疗中被研究。为 了确定该方法是如何与我们的压力抗性和潜在地肿瘤敏化实验相比，设计了两种生酮膳 食：我们的90% HF膳食（脂肪：碳水化合物：蛋白质的％卡路里比为90%:1%:9%;图21) 与具有脂肪：碳水化合物：蛋白质分别为90% :1. 4% :8. 6%的比的经典生酮膳食接近相同 (±0. 5%变化）（图29)。高脂肪膳食60% HF (脂肪：碳水化合物：蛋白质的％卡路里比为 60% :31 % :9% )包含与用于改进的Atkins膳食（脂肪：碳水化合物：蛋白质的％的卡路 里比为60% :5% :35% ;图29)的脂肪比相似的脂肪比，但是蛋白质含量降低，因为之前的 工作确立了蛋白质，并且不是碳水化合物，调节人的IGF-1水平。此处描述的结果表明在连 续喂养两种生酮膳食9天后葡萄糖和IGF-1水平都不显著降低。
[0202] 为了评估饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸，以及中链脂肪酸与长链脂肪酸在癌症治疗 中的效果，设计了与对照膳食等卡路里的两种膳食，其采用大豆油或椰子油作为脂肪来源 但是具有低蛋白质含量。长链不饱和脂肪酸发现于最常用的膳食脂肪和植物油比如大豆 油，而短链和中链饱和脂肪酸（例如月桂酸和肉豆蔻酸）以相对高丰度发现于棕榈仁油和 椰子油。中链甘油三酯（MCT)在胃肠道中可容易被水解，并且通过门静脉系统可被运输向 肝细胞，而大部分长链脂肪酸作为淋巴腺系统中的乳糜微粒被运输，并包装成肝中的甘油 三酯。MCT可容易被供应至线粒体0 -氧化内，而LCT依赖于转运蛋白，比如肉碱，进入肝细 胞中的线粒体基质。来自人研究的数据表明MCT的消耗或具有较高的不饱和脂肪酸与饱和 脂肪酸比的膳食与降低血糖、改善脂质分布和降低肥胖相关。在具有腹部肥胖的女人中生 物化学和人体测量学曲线的研究中，用椰子油营养补充促进腹部肥胖的降低。
[0203] 现在已知延长的CR的有益效果超过一个世纪。与转化CR为任何临床应用相关的 问题是长期CR延迟但是不停止许多恶性的疾病的进展，并且与可能对恶病质癌症患者有 害的慢性减重状态相关，或处于患恶病质的风险的患者，但是也可能慢性降低脂肪和其他 储备，其尤其在老年患者中可增加虚弱。事实上，延长的CR可延迟创伤愈合和免疫功能，其 可能对接收化疗或经历外科手术的大部分患者呈现另外的障碍。此外，通过小鼠和人2-5 天绝食引起的血清IGF-1的75%降低不能通过更适合的CR实现，其不降低人的IGF-1水 平，除非蛋白质摄取也被限制。甚至当结合蛋白质限制时，慢性CR仅引起人的IGF-1的30% 降低。因为对葡萄糖和IGF-1的一致效果，以及随之而来的对包含正常细胞和敏化癌症细 胞而没有慢性减重的效果，定期禁食循环看上去最可能保护用各种化疗药物治疗的患者同 时增强治疗许多肿瘤的效力。
[0204] 虽然以上描述了示例性实施方式，但是这并不旨在这些实施方式描述了本发明的 所有可能的形式。而是，用于说明书的词是描述性词而不是限制性词，并且应理解，可做出 各种改变，而不背离本发明的精神和范围。另外，各种实施实施方式的特征可被结合以形成 本发明的进一步实施方式。
【主权项】
1. 一种延长受试者寿命的方法，所述方法包括： 鉴定所述受试者的平均日蛋白质摄取水平是否大于预定的临界蛋白质摄取水平； 测定所述受试者消耗的植物基蛋白质和动物基蛋白质的量； 如果所述受试者的平均日蛋白质水平大于所述临界蛋白质摄取水平，如果所述受试者 比预定的年龄更小，则为所述受试者提供低蛋白质膳食，所述低蛋白质膳食提供的来自蛋 白质的卡路里百分数小于预定的临界蛋白质摄取水平；和 监测所述受试者的IGF-I水平，以确定膳食的频率和类型。2. 如权利要求1所述的方法，其中如果所述受试者的年龄比所述预定的年龄更大，则 为所述受试者提供高蛋白质膳食，所述高蛋白质膳食具有的蛋白质卡路里百分数大于所述 预定的临界蛋白质摄取水平。3. 如权利要求1所述的方法，其中为所述受试者提供所述低蛋白质膳食预定的天数。4. 如权利要求3所述的方法，其中低蛋白质膳食提供给所述受试者3至7天。5. 如权利要求3所述的方法，其中低蛋白质定期提供给所述受试者。6. 如权利要求5所述的方法，其中通过上述受试者的胰岛素抗性水平、空腹血糖水平、 IGF-I、IGFBP1、肥胖、体重指数、之前10年的体重减轻、家族癌症历史、家族糖尿病历史、家 族过早死亡率的历史来确定给所述受试者提供低蛋白质膳食的频率。7. 如权利要求3所述的方法，其中所述低蛋白质膳食是禁食模仿膳食，其提供小于 10 %的卡路里来自蛋白质和/或所有的蛋白质是植物基的。8. 如权利要求3所述的方法，其中所述低蛋白质膳食预防或治疗糖尿病或癌症，并且 延迟与年龄相关的死亡率和其他与年龄相关的疾病。9. 如权利要求1所述的方法，其中所述低蛋白质膳食第一天提供4. 5至7千卡每镑受 试者和低蛋白质膳食的第二天至第五天提供每天3至5千卡每镑受试者，所述低蛋白质膳 食包括： 在第一天小于30g的糖； 在第二至第五天小于20g的糖； 在第一天小于28g的蛋白质，全部为植物基的； 在第二至第五天小于18g的蛋白质，全部为植物基的； 在第一天20至30克的单不饱和脂肪； 在第二至第五天10至15克的单不饱和脂肪； 在第一天6至10克的多不饱和脂肪； 在第二至第五天3至5克的多不饱和脂肪； 在第一天小于12g的饱和脂肪； 在第二至第五天小于6克的饱和脂肪；和 在第二至第五天12至25克的丙三醇每天。10. 如权利要求9所述的方法，其进一步包括为所述受试者在第二时间段施用第二膳 食，所述第二膳食在所述低蛋白质膳食之后25至26天提供的总体卡路里消耗在受试者的 正常卡路里消耗的10 %之内。11. 如权利要求10所述的方法，其中所述低蛋白质膳食和所述第二膳食的组合为所述 受试者提供的总卡路里数量在受试者的正常卡路里摄取的10%之内。12. 如权利要求9所述的方法，其中所述低蛋白质膳食在所有天数内包括每日推荐的 膳食纤维的量的至少50%。13. 如权利要求9所述的方法，其中IGF-I的水平下降和IGFBPl的水平增加。14. 如权利要求3所述的方法，其中所述低蛋白质膳食包括补充剂，其与非常低蛋白质 量或无蛋白质膳食一起每2个周至2个月提供5至7天待消耗的额外水平的非必需氨基酸。15. 如权利要求14所述的方法，其中大于70%的蛋白质卡路里是植物基的。16. 如权利要求14所述的方法，其中所述低蛋白质膳食与正常的蛋白质膳食交替，所 述低蛋白质膳食提供7天和最大2个月，每2个周至2个月提供5-7天的所述补充剂，期间 是1至7周的正常膳食。17. 如权利要求14所述的方法，其中所述补充剂提供一种或多种下述氨基酸作为氮 源：丙氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸，同时基 本上不包括异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸和精氨 酸以使得异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸和精氨酸 组合在一起以小于受试者的膳食的总重5%的量存在。18. 如权利要求17所述的方法，其中异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、 苏氨酸、色氨酸、缬氨酸和精氨酸组合在一起以小于受试者的膳食的总重的3%存在。19. 如权利要求1所述的方法，其进一步包括监测受试者的IGFBPl水平。20. 如权利要求1所述的方法，其中所述预定的年龄是65岁。21. 如权利要求1所述的方法，其中所述预定的临界蛋白质摄取水平是20%。22. 如权利要求1所述的方法，其中所述预定的临界蛋白质摄取水平是15%。23. 如权利要求1所述的方法，其中所述临界预定的临界蛋白质摄取水平小于约10%。24. 如权利要求1所述的方法，其中所述临界预定的临界蛋白质摄取水平小于约5%。25. 如权利要求1所述的方法，其中所述低蛋白质的至少70%的蛋白质卡路里源自植 物来源。26. 如权利要求8所述的方法，其中所述植物蛋白质来源包括大豆。27. -种用于降低受试者中葡萄糖和/或IGF-I水平的方法，所述方法包括： 为受试者提供小于约10%的卡路里来自蛋白质来源的低蛋白质膳食；和 监测受试者的葡萄糖和/或IGF-I水平，以确定蛋白质膳食摄取是否应增加或降低。28. 如权利要求27所述的方法，其中所述低蛋白质膳食的0至10%的卡路里来自蛋白 质来源。29. 如权利要求27所述的方法，其中所述低蛋白质膳食的0至5%卡路里来自蛋白质 来源。30. 如权利要求27所述的方法，其中所述低蛋白质膳食的约0%卡路里来自蛋白质来 源。31. 如权利要求28所述的方法，其中所述低蛋白质膳食也是低卡路里膳食，其包括脂 肪来源使得至少50 %的来自脂肪的卡路里是来自长链不饱和脂肪酸。32. 如权利要求31所述的方法，其中所述脂肪来源包括植物油。33. 如权利要求32所述的方法，其中所述植物油是大豆油。34. 如权利要求27所述的方法，其中所述低蛋白质膳食包括脂肪来源使得至少50%的 来自脂肪的卡路里是来自具有13至28个碳原子的长链不饱和脂肪酸。35. 如权利要求27所述的方法，其中所述低蛋白质膳食包括脂肪来源使得至少25%的 来自脂肪的卡路里是具有2至7个碳原子的短链脂肪酸和/或来自具有8至12个碳原子 的中链饱和脂肪酸。36. 如权利要求35所述的方法，其中所述脂肪酸是月桂酸和/或肉豆蔻酸。37. 如权利要求35所述的方法，其中脂肪酸是来自橄榄油、仁油和/或椰子油。38. 如权利要求27所述的方法，其中所述低蛋白质膳食包括来自脂肪的卡路里的量为 膳食包含的总卡路里的约〇至22%。39. -种减轻受试者中的化学毒性的症状的方法，所述方法包括： 在第一时间段提供低蛋白质膳食，所述低蛋白质膳食包括小于10%的卡路里来自蛋白 质；和 在第二时间段提供限制卡路里的膳食，所述限制卡路里的膳食具有低蛋白质膳食的〇 至50 %的卡路里。40. 如权利要求39所述的方法，其中所述限制卡路里的膳食包括0至10%的卡路里来 自蛋白质来源。41. 如权利要求39所述的方法，进一步包括向所述受试者施用化疗治疗。42. -种治疗受试者中的化学毒性的方法，所述方法包括： 在第一时间段提供低蛋白质膳食，所述低蛋白质膳食包括小于10%的卡路里来自蛋白 质；和 向所述受试者施用化疗剂。43. 如权利要求42所述的方法，其中所述化疗剂选自多柔比星、环磷酰胺、顺铂、5氟尿 嘧啶和其组合。
【专利摘要】本发明提供改善长寿和/或减轻老化的症状或防止与年龄相关的疾病的方法。所述方法包括一个步骤，其中确定受试者的平均日常蛋白质摄取和类型、IGF-I和IGFBP1水平、以及全因死亡率、癌症和糖尿病的风险因子。对于蛋白质消耗，确定来自动物和植物源的蛋白质卡路里的相对量。如果受试者的平均日常蛋白质摄取水平和类型和/或IGF-I水平和/或IGFBP1水平被鉴定为大于或低于预定的临界摄取/水平，且如果受试者比预定年龄更小，则以每2周至2个月的频率提供给受试者定期的正常卡路里或低卡路里但低蛋白禁食模仿膳食。本方法还显示能减轻化学毒性的症状。
【IPC分类】G01N33/68
【公开号】CN105008929
【申请号】CN201480008545
【发明人】瓦尔特·D·隆哥, 塞巴斯蒂安·布兰德霍斯特, 摩根·埃利塞·莱文
【申请人】南加利福尼亚大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年2月12日
【公告号】CA2900782A1, EP2956776A2, US20140227373, WO2014127000A2