目的:果糖是已知的最常见的血糖之一,在我们生活中几乎随处可见,尤其是存在食物中,如玉米,水果和蜂蜜。另外,果糖在食品生产中也用作常见的甜味剂。近几年的研究表明,果糖与许多代谢疾病有着密切的关系如非酒精性脂肪性肝疾病,胰岛素抵抗,糖尿病,高血压,高脂血症,心血管和脑血管疾病,肥胖和慢性消耗,但是果糖和肿瘤之间的清晰关系仍有待探索。快速增殖的生长特征和Warburg效应使肿瘤细胞消耗大量的葡萄糖,因此会在肿瘤内诱导出低葡萄糖微环境。迄今为止,癌细胞如何在不足的状况下保持增殖仍然有待探索。肿瘤细胞在葡萄糖缺乏的条件下如何保持继续增殖是体内癌细胞面临的一个巨大的挑战。我们意在探索在肿瘤细胞中是否存在一些功能替代并且可以弥补葡萄糖的物质。事实上,在之前的文献中调查显示高果糖摄入量与胰腺癌风险的增加有关,并且可以促进胰腺癌的恶性程度以及远处转移。我们猜想由于果糖不能被正常细胞竞争使用,因此它可能是相对特异的并在体内由癌细胞选择性使用。相应地,验证果糖是否也可以促进乳腺癌的生长与转移,另外转运蛋白GLUT5在乳腺癌细胞和组织中是否有过表达。方法:选用肿瘤细胞和非肿瘤细胞分别置于含有果糖和葡萄糖的培养液中,采用细胞ATP计数观察细胞生长增殖情况以及二维克隆的形成情况。构建与文章有关的需要的降表达质粒,接着制备降表达慢病毒,构建需要的降表达的稳定细胞系,完成细胞系的传代。实验过程采用计算细胞ATP个数以及细胞拍照。第二部分是观察实验细胞的二维克隆形成情况以及划痕试验结果降表达GLUT5和KHK水平对肿瘤细胞生长速度、增殖能力及克隆形成能力的影响。Western blot实验方法验证细胞和组织中GLUT5等蛋白的表达水平。选用两组动物模型,分别皮下注射等量的4T1细胞,实验组给予高果糖饮食和对照组给予无果糖饮食,通过老鼠荧光成像技术来观察老鼠原位肿瘤的生长以及远处转移。结果:1.果糖可以挽救癌细胞在葡萄糖缺乏情况下诱导的细胞死亡2.果糖不支持非肿瘤细胞的增殖3.果糖和葡萄糖对肿瘤细胞的生长增殖具有相似的作用4.果糖代谢是支持癌细胞增殖的作用所必需的5.在动物实验模型上,果糖促进乳腺癌的远处转移结论为了探究在肿瘤细胞急速生长缺乏情况下是否有其它的替代物质。在一系列试验之后,我们的数据显示,果糖可以被癌细胞特异性地用作葡萄糖的替代物,并且表明高果糖饮食可以加速癌症的体内进展。同时,发现果糖支持体外增殖,集落形成和癌细胞的迁移,如葡萄糖一样有效,并促进乳腺癌的生物活性。我们发现果糖,而不是氨基酸,可以在功能上替代葡萄糖以支持癌细胞的增殖。果糖给予的癌细胞具有与葡萄糖一样有效的集落形成能力和迁移能力。有趣的是,虽然果糖很容易被癌细胞使用,但它不能在没有葡萄糖的情况下使非肿瘤细胞的恢复增殖。这些结果表明果糖可以相对选择性地被癌细胞使用。并且,我们证实肿瘤细胞可以利用果糖我们观察到果糖的主要转运蛋白GLUT5在癌细胞和肿瘤组织中高度达,但不在其正常对应物中高度表达。此外,我们证明果糖饮食促进小鼠模型中4T1细胞的转移。进一步的实验证实,GLUT5敲减阻断癌细胞的果糖利用,因此GLUT5抑制剂可能是一种潜在的抗癌药物,抑制癌症的转移。然而,这样的药物可能不值得开发,因为癌症患者可以通过避免吃玉米,一些甜果,蜂蜜和其他含有高水平果糖的食物容易地达到低果糖饮食。考虑到果糖对癌症转移的潜在促进作用,用于临床注射用的果糖二磷酸钠可能不建议用于肿瘤患者。