新型埃及植物乳杆菌上清液通过调控p53/VEGFR2/IL-17通路抑制肝癌细胞HepG2的机制研究

《The Journal of Basic and Applied Zoology》：Illuminate the underpinning mechanisms associated with the potential effect of new Egyptian L. plantarum strain on HCC using HepG2 cell line

本研究针对肝细胞癌（HCC）治疗中化疗药物毒副作用大、易产生耐药性等问题，探讨了从埃及传统发酵乳制品中分离的新型植物乳杆菌（L. plantarum）上清液的抗癌潜力。研究发现，该上清液对HepG2细胞表现出显著选择性毒性（IC50=9.87±0.41 μg/mL），诱导G2/M期细胞周期阻滞和凋亡，并上调抑癌基因p53、下调血管生成因子VEGFR2和炎症因子IL-17表达。结果表明植物乳杆菌上清液具有多靶点抗HCC作用，为开发益生菌辅助疗法提供了新思路。

　　

在肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）治疗领域，科学家们一直在寻找更安全有效的替代方案。这种最常见的消化道恶性肿瘤，以其高死亡率和糟糕的预后让医学界束手无策——多数患者确诊时已处于晚期，错过了手术干预的最佳时机。尽管现有治疗手段包括手术切除、肝移植、射频消融和靶向药物索拉非尼等，但肿瘤复发、转移和化疗耐药性仍是难以逾越的障碍。更令人担忧的是，许多先进疗法因高昂费用在埃及等发展中国家难以普及，使得患者背负沉重经济负担。

正是在这样的背景下，益生菌疗法为HCC治疗带来了新的希望。这些被定义为"摄入适量后能为宿主带来健康益处的活微生物"的微小生命体，特别是植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum, L. plantarum），因其卓越的安全性记录和多种健康益处而备受关注。已有研究表明，某些乳酸菌能够抑制包括HCC在内的多种癌细胞增殖，但其中具体机制仍有待阐明。

来自埃及科学研究团队的最新发现令人振奋。他们从当地传统发酵乳饮料"SOBYA"中成功分离出一株新的L. plantarum菌株（编号MUST2401，GenBank登录号MN754017），并系统评估了其对抗HCC的潜力。这项发表在《The Journal of Basic and Applied Zoology》的研究，不仅揭示了这种埃及本土菌株的强大抗癌活性，更深入探索了其作用机制。

为了全面评估L. plantarum的抗癌效果，研究人员采用了多种关键技术方法。他们通过16S rRNA基因测序和乳酸脱氢酶（LDH）基因分析对菌株进行精确鉴定；使用MTT法检测细菌上清液和菌体沉淀对HepG2肝癌细胞和正常Vero细胞的毒性；利用流式细胞术分析细胞周期分布和凋亡情况；并通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测p53、VEGFR2和IL-17基因的表达变化。

细胞毒性分析揭示选择性抗癌作用

研究团队首先比较了L. plantarum菌体沉淀、上清液以及化疗药物 cisplatin 对HepG2细胞的半数抑制浓度（IC₅₀）。结果令人惊喜：上清液的IC₅₀值为9.87±0.41 μg/mL，显著低于菌体沉淀的20.18±0.93 μg/mL，甚至比cisplatin的5.10±0.29 μg/mL表现出更强的抗癌潜力。更重要的是，当研究人员测试这些处理对正常Vero细胞的影响时，发现L. plantarum的上清液和沉淀均未对正常细胞产生显著毒性，而cisplatin则显示出明显细胞损伤。这种对癌细胞的"选择性攻击"特性，使得L. plantarum上清液成为一种极具前景的安全抗癌候选物。

细胞周期阻滞于G2/M期

通过流式细胞术分析DNA含量，研究人员揭示了L. plantarum上清液的作用机制——它能有效阻止HepG2细胞在G2/M期的进程。具体数据显示，上清液处理组有35.42%的细胞停滞在G2/M期，这一比例虽略低于cisplatin处理组的44.27%，但显著高于菌体沉淀处理组的25.99%。G2/M期是细胞分裂前的关键检查点，在此阶段的阻滞能有效抑制癌细胞增殖，为诱导其凋亡创造条件。

显著诱导细胞凋亡

Annexin V-FITC/PI双染实验进一步证实了L. plantarum上清液的促凋亡能力。数据显示，上清液处理组的总凋亡率达到23.26%，虽低于cisplatin的36.41%，但显著高于菌体沉淀的14.55%和未处理对照组的1.61%。这种凋亡诱导作用与细胞周期阻滞相辅相成，共同构成了L. plantarum上清液抑制肝癌细胞生长的核心机制。

多靶点基因调控机制

在分子水平上，qRT-PCR分析揭示了更为精细的作用机制。抑癌基因p53在上清液处理组中表达上调了8.70倍，虽不及cisplatin的13.8倍，但远高于菌体沉淀的3.52倍。p53基因被称为"基因组守护者"，其激活能启动细胞凋亡程序，防止异常细胞增殖。与此同时，与血管生成密切相关的VEGFR2基因表达则被上清液显著下调至0.18倍，效果优于cisplatin的0.21倍；促炎因子IL-17基因也降至0.34倍（cisplatin为0.43倍）。这种同时调控多个关键通路的能力，使得L. plantarum上清液在HCC治疗中展现出独特优势。

这项研究的意义不仅在于发现了一种新的潜在抗癌剂，更在于揭示了益生菌代谢产物在癌症治疗中的广阔前景。与传统的活菌制剂相比，细菌上清液作为"后生元"（postbiotic）具有更好的稳定性和可控性，避免了活菌在体内定植的不确定性。更重要的是，这种来自传统发酵食品的天然产物，很可能具有更佳的安全性和耐受性。

研究人员在讨论部分指出，他们的发现与近年来关于益生菌抗癌作用的研究趋势一致。越来越多的证据表明，益生菌代谢产物能够通过调节肠道微生物组-肝脏轴，间接影响肝癌发生发展。而本研究则直接证明了L. plantarum上清液对肝癌细胞的多重抑制作用，为开发基于益生菌的HCC辅助疗法提供了实验依据。

当然，这项研究也存在一定局限性。目前的所有实验均在细胞水平进行，其结果能否在动物模型和临床试验中重现尚待验证。此外，上清液中具体是哪些活性成分发挥了抗癌作用，这些成分的化学结构如何，以及它们如何被机体吸收和代谢，都是未来研究需要解答的问题。

尽管如此，这项研究无疑为HCC治疗开辟了新途径。在精准医疗和个性化治疗日益受到重视的今天，利用患者自身肠道微生物或其代谢产物来对抗癌症，或许将成为未来肿瘤治疗的重要方向。随着更多机制的阐明和临床验证的推进，这种来自埃及传统食物的微小细菌，很可能在未来某天成为肝癌患者的新希望。