代谢重编程是恶性肿瘤的重要特征之一，从癌前病变、肿瘤生长、局部浸润到远处转移等各个阶段都伴随着癌细胞代谢表型的改变。果糖是一种化学式与葡萄糖相同单糖，广泛存在于天然食物中。作为天然糖中较甜的一种，果糖被广泛用作加工食品的甜味剂，在近几十年里其消费量急剧增加。

然而，果糖摄入过多会促进多种肿瘤的发生和进展，并导致患者预后不良。生理上，果糖通过5型葡萄糖转运蛋白（GLUT5）被动地吸收到肠腔，主要在肝脏、肾脏和脂肪细胞中代谢。事实上，大多数正常组织很少表达GLUT5，因此不能直接利用和代谢果糖。但一些研究表明，肿瘤细胞表达GLUT5并能够代谢果糖，而且肿瘤组织中GLUT5的表达和果糖利用与肿瘤进展和患者预后相关。迄今为止，果糖促进肿瘤进展的详细机制仍有待阐明。天津医科大学肿瘤医院研究所牛瑞芳、张飞教授团队在此领域开启了长期探索，并已取得诸多成果。

2023年9月，该课题组在Cancer Research在线发表题为“Fructose-inducedmTORC1 Activation Promotes Pancreatic Cancer Progression through Inhibition of Autophagy”的研究论文。

该研究探讨了果糖利用与胰腺导管腺癌(PDAC)进展之间的功能联系。该论文的第一作者为天津医科大学肿瘤医院研究所公共实验室崔艳芬副研究员和硕士研究生田建飞，张飞教授、牛瑞芳教授为共同通讯作者。

该研究发现了果糖利用与PDAC进展之间的功能关联，证明GLUT5在体内和体外介导的果糖代谢维持了PDAC细胞的存活、增殖和迁移能力。在葡萄糖不足时，GLUT5介导的果糖摄取和利用有助于胰腺癌的进展。果糖不仅替代葡萄糖为PDAC细胞提供ATP和碳源，还赋予细胞代谢可塑性，使其更能适应肿瘤微环境。

在机制上，果糖通过调节AMPK-mTORC1信号通路抑制葡萄糖缺乏诱导的自噬并促进PDAC进展。此外，GLUT5在PDAC组织中高表达，并作为PDAC患者疾病进展的独立标志物，表明靶向果糖代谢可能是PDAC的潜在治疗策略。

2023年7月，该课题组在Journal of Experimental and Clinical Cancer Research在线发表题为“Fructose Promotes Angiogenesis by Improving Vascular Endothelial Cell Function and Upregulating VEGF Expression in Cancer Cells”的研究论文。

该研究探讨了果糖代谢促进血管生成和肿瘤转移之间的分子机制。该论文的第一作者为天津医科大学肿瘤医院研究所公共实验室崔艳芬副研究员和博士研究生刘卉，张飞教授、牛瑞芳教授为共同通讯作者。

该研究通过多种小鼠肿瘤模型研究发现，果糖摄入过多可通过促进血管生成进而加速小鼠结直肠癌的生长和转移。体外研究发现，血管内皮细胞可以摄取并代谢果糖，并显著促进内皮细胞的增殖、迁移和成管能力。机制研究发现，果糖的这种作用与其激活血管内皮细胞中Akt和Src信号通路有关。此外，果糖还能通过上调结直肠癌细胞中活性氧（ROS）的产生，继而通过HIF1α促进血管内皮生长因子（VEGF）的表达升高，从而间接增强血管内皮细胞的生物功能。这些发现确定了果糖通过增加血管生成促进肿瘤进展的直接作用和机制，并为更好地了解肿瘤代谢重编程提供了可靠证据。

两项研究结果显示，果糖一方面能够被肿瘤细胞摄取并代谢，抑制肿瘤微环境中营养缺乏导致的自噬性死亡，从而维持癌细胞的存活和增殖，赋予癌细胞的代谢可塑性。另一方面，果糖能够促进血管内皮细胞的增殖、迁移和血管生成从而促进肿瘤的生长和转移。与葡萄糖不同，果糖对正常细胞的存活和生长并不是必需的，人体内仅肝脏和脂肪等少数组织表达果糖代谢相关蛋白，因而靶向果糖代谢特异治疗肿瘤是一个潜在治疗策略。

此外，该工作也受到国家自然科学基金面上项目的资助，同时也得到天津市肿瘤防治重点实验室及天津医科大学肿瘤医院大型仪器平台的大力支持。