约翰逊乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)能合成 Chenodeoxycholic Acid(鹅去氧胆酸),从而降低机体对高脂饮食诱发的大肠直肠癌的易感性
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《Cancer Research》:Lactobacillus johnsonii Synthesizes Chenodeoxycholic Acid to Reduce Susceptibility to High-Fat Diet–Induced Colorectal Cancer
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时间:2025年10月31日
来源:Cancer Research 16.6
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高脂饮食与结直肠癌个体差异的肠道菌群机制研究。揭示乳杆菌Johnsonii通过胆汁酸代谢为脱氧胆酸,诱导线粒体功能障碍和氧化应激,抑制高脂饮食诱导的结直肠癌进展,为精准预防提供新策略。
高脂肪饮食(High-fat diet, HFD)与结直肠癌之间存在明显的正相关性。然而,个体在面对HFD时表现出的癌症易感性差异却十分显著。这种差异提示我们,HFD对癌症的影响并非单一且普遍的,而是受到多种因素的调控,其中肠道微生物群(gut microbiota)可能扮演了重要角色。近年来,越来越多的研究表明,肠道微生物群不仅在维持肠道健康方面发挥关键作用,还与宿主的代谢、免疫反应以及疾病的发生发展密切相关。本文通过深入探讨HFD诱导的结直肠癌中肠道微生物群的作用机制,揭示了一种潜在的干预策略,即通过特定的益生菌(probiotic)来抑制肿瘤的形成,从而为结直肠癌的精准预防提供了新的思路。
研究团队在实验中发现,某些肠道菌群的种类和数量与HFD引发的癌症风险存在显著关联。通过对HFD诱导肿瘤发生的小鼠模型进行分析,研究人员识别出了一种名为*Lactobacillus johnsonii*的乳酸菌,它在抵抗HFD引发的结直肠癌方面表现出显著的保护作用。进一步的实验表明,这种菌株能够显著提高HFD暴露小鼠体内胆汁酸中的一种——鹅去氧胆酸(chenodeoxycholic acid, CDCA)的浓度。CDCA的增加与结直肠癌的发展速度减缓密切相关,这提示我们,CDCA可能在抑制肿瘤发生中起到了关键作用。
为了深入理解*L. johnsonii*的保护机制,研究团队对其代谢途径进行了分析。他们发现,这种菌株能够通过一种被称为胆盐水解酶(bile salt hydrolase)的酶类,将结合型胆汁酸转化为CDCA。结合型胆汁酸通常被认为具有促癌作用,而CDCA则表现出相反的效果。这种转化过程可能在肠道内通过改变胆汁酸的组成,从而影响肠道环境的稳态,进而对肿瘤的发生和发展产生抑制作用。
研究还进一步揭示了CDCA如何通过影响细胞代谢和氧化应激水平来抑制肿瘤。具体而言,CDCA能够干扰线粒体的功能,导致细胞内氧化应激的增加。这种氧化应激状态会引发细胞内部的DNA损伤和蛋白质变性,最终导致细胞凋亡(apoptosis)。细胞凋亡的增加有助于清除那些已经发生癌变的细胞,从而减缓肿瘤的进展。这一发现不仅解释了*L. johnsonii*的保护机制,也为理解肠道微生物如何通过胆汁酸代谢影响癌症发生提供了新的视角。
值得注意的是,这项研究的发现对于结直肠癌的预防和治疗具有重要的临床意义。首先,它表明肠道微生物群在个体对HFD引发癌症的反应中起着决定性作用,这可能解释了为什么不同的人在相同饮食条件下表现出不同的癌症风险。其次,它为开发基于肠道微生物的个性化干预策略提供了理论基础。例如,通过调节肠道微生物的组成,尤其是引入具有转化胆汁酸能力的益生菌,可能成为一种有效的预防手段。这种策略不仅可以针对高风险人群进行干预,还可能在普通人群中作为一种健康维护措施。
此外,研究还强调了肠道微生物与宿主之间的复杂相互作用。肠道微生物不仅能够通过代谢产物影响宿主的生理功能,还可能通过调节免疫反应、炎症水平以及肠道屏障功能等多种途径影响癌症的发生。例如,某些有益菌株能够促进免疫系统的成熟,增强其对异常细胞的识别和清除能力;而一些有害菌株则可能通过产生致炎因子或改变肠道微环境,促进癌症的发生。因此,理解这些相互作用的机制,对于制定有效的癌症预防和治疗策略至关重要。
从更广泛的角度来看,这项研究还为肠道微生物在多种慢性疾病中的作用提供了新的证据。例如,近年来的研究表明,肠道微生物群可能与肥胖、2型糖尿病、心血管疾病等多种代谢性疾病密切相关。这些疾病往往与HFD密切相关,而它们的共同特征是肠道菌群的失衡。因此,通过调节肠道微生物群,不仅可以预防和治疗结直肠癌,还可能对其他与代谢异常相关的疾病产生积极影响。
在实际应用中,基于肠道微生物的干预策略可能包括益生菌补充、益生元摄入以及饮食调整等多种方式。益生菌是指那些能够对宿主健康产生益处的活菌,它们可以通过定植于肠道,改变肠道微生物群的组成,从而影响宿主的生理功能。而益生元则是能够被肠道有益菌发酵的非消化性碳水化合物,它们能够促进有益菌的生长,进而改善肠道环境。此外,饮食调整也是一种重要的干预手段,例如增加膳食纤维的摄入、减少高脂肪和高糖食物的消费,都可能有助于维持肠道微生物群的平衡,从而降低癌症风险。
然而,尽管这些干预策略具有潜力,但它们的实际应用仍面临诸多挑战。首先,个体之间的肠道微生物群差异较大,这意味着一种益生菌可能对某些人有效,但对其他人却未必如此。因此,未来的研究需要进一步探索个体化益生菌方案的可能性,以确保干预策略的针对性和有效性。其次,益生菌和益生元的摄入方式、剂量以及持续时间都需要进一步优化,以确保其对宿主健康产生长期积极影响。此外,还需要更多的临床试验来验证这些策略在人类中的效果,尤其是在不同年龄、性别和遗传背景的人群中。
另一个值得关注的方面是,肠道微生物群的变化可能受到多种环境因素的影响,例如抗生素使用、压力水平、睡眠质量以及生活方式等。这些因素可能共同作用,改变肠道微生物的组成,进而影响宿主的健康状态。因此,在制定基于肠道微生物的干预策略时,还需要综合考虑这些环境因素,以确保干预措施的全面性和可持续性。
总的来说,这项研究为我们提供了一个新的视角来理解HFD与结直肠癌之间的关系。它不仅揭示了肠道微生物群在癌症发生中的关键作用,还为开发基于益生菌的干预策略提供了科学依据。未来的研究可以进一步探索不同益生菌株的作用机制,以及它们在不同人群中的应用效果,从而为结直肠癌的精准预防和治疗提供更加个性化的解决方案。同时,这项研究也提醒我们,保持健康的肠道微生物群对于预防多种慢性疾病具有重要意义,而这一点可以通过调整饮食、生活方式以及合理使用益生菌和益生元等手段来实现。
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