益生菌增强化疗：发酵乳酸杆菌通过双通路激活与长春新碱协同诱导癌细胞凋亡

《Cancer Cell International》：Probiotic-enhanced chemotherapy: Lactobacillus fermentum synergizes with vincristine to induce apoptosis via dual pathway activation in human cancer cells

本研究针对长春新碱(Vincristine)临床应用受限于神经毒性等问题，探讨了发酵乳酸杆菌(Lactobacillus fermentum)作为化疗佐剂的潜力。研究发现该益生菌与长春新碱联用可显著降低IC50值(HT-29细胞降低8倍，MCF-7细胞降低13倍)，通过上调PTEN/BAX/Caspase等促凋亡基因和下调AKT/Bcl-2/mTOR等生存通路，双途径激活细胞凋亡。这为降低化疗毒性、提高疗效提供了新策略。

　　

在当今全球癌症防治格局中，结直肠癌与乳腺癌始终位居癌症相关发病率和死亡率的前列，构成重大公共卫生挑战。尽管治疗策略不断进步，但长春新碱硫酸盐(Vincristine Sulfate)等传统化疗药物仍在这些恶性肿瘤的临床管理中占据核心地位。作为长春花生物碱类抗微管药物，长春新碱通过抑制微管蛋白聚合，诱导细胞有丝分裂停滞并促进凋亡。然而，其临床应用却因剂量限制性神经毒性副作用而受到制约，这凸显了寻找新方法以在降低毒性的同时增强其疗效的迫切需求。

近年来，益生菌作为癌症治疗中有前景的佐剂崭露头角。这些有益微生物不仅能够调节肠道微生物群和宿主免疫反应，还能通过抗增殖、促凋亡和免疫调节机制发挥直接抗癌作用。其中，发酵乳酸杆菌(Lactobacillus fermentum)引起了相当多的关注。特别是从伊朗法尔斯省传统乳制品中分离得到的Ab.RS23菌株(保藏号OP168796)，已显示出显著的抗癌潜力。该菌株能产生短链脂肪酸(SCFAs)和细菌素等生物活性代谢物，这些物质被认为有助于抑制肿瘤并调节癌症进展相关的分子通路。尽管益生菌-化疗联合疗法在结直肠癌中已有探索，但其背后的分子机制，尤其在乳腺癌中，仍知之甚少。

基于此，Abbas Asoudeh-Fard等研究人员在《Cancer Cell International》上发表研究，提出假设：发酵乳酸杆菌Ab.RS23与长春新碱联用，可能通过双重激活内源性（线粒体）和外源性（死亡受体）凋亡通路，特别是PTEN/AKT和Caspase信号级联反应，从而增强癌细胞死亡。此外，通过降低长春新碱所需剂量，这种联合用药可能有助于减轻其神经毒性，改善临床适用性。

为了验证这一假说，研究团队开展了一系列体外实验，系统评估了发酵乳酸杆菌Ab.RS23与长春新碱硫酸盐联用对HT-29（结直肠腺癌细胞）和MCF-7（乳腺癌腺癌细胞）的抗癌效果。研究旨在揭示这种联合疗法在增强化疗敏感性方面的分子机制。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，采用MTT法检测细胞活力并计算半数抑制浓度(IC₅₀)；其次，通过 Annexin V-FITC/PI 染色结合流式细胞术分析细胞凋亡情况；最后，利用实时定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)技术检测PTEN、AKT、BAX、Bcl-2、Caspase-3、-8、-9、Fas、mTOR、IKB等关键凋亡、生存及炎症相关基因的mRNA表达水平。实验采用transwell共培养系统，允许细菌代谢物与细胞间接相互作用。研究所用的乳酸杆菌菌株分离自伊朗法尔斯省的传统乳制品样本。

细胞增殖

通过MTT实验评估细胞活力发现，发酵乳酸杆菌以剂量依赖方式抑制HT-29和MCF-7细胞活力。长春新碱单药对HT-29和MCF-7细胞的IC₅₀分别为10 μg/ml和10 μg/ml。而联合治疗后，HT-29细胞的IC₅₀降至2.5 μg/ml（降低了8倍），MCF-7细胞的IC₅₀降至1.9 μg/ml（降低了13倍）。这表明联合治疗产生了显著的协同效应，极大增强了长春新碱的细胞毒性。

基因表达

RT-qPCR结果显示，联合治疗显著调控了凋亡和生存相关基因的表达。在HT-29和MCF-7细胞中，与单药治疗相比，长春新碱（HT-29: 2.5 μg/ml; MCF-7: 1.9 μg/ml）联合发酵乳酸杆菌（HT-29: 1.5 x 10⁸ CFU/ml; MCF-7: 1.8 x 10⁸ CFU/ml）显著上调了促凋亡基因PTEN、BAX、Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9、Fas和IKB的表达，同时下调了抗凋亡/生存基因AKT、Bcl-2和mTOR的表达。这一基因表达模式提示联合治疗同时激活了内源性和外源性凋亡通路，并抑制了PI3K/AKT/mTOR这一关键的细胞生存信号轴。

凋亡分析

流式细胞术 Annexin V-FITC/PI 双染结果进一步在细胞水平证实了联合治疗的促凋亡作用。在HT-29细胞中，联合治疗后活细胞比例从对照组的97.64%降至51.27%，凋亡细胞（早期+晚期）比例增至17.38%。在MCF-7细胞中，活细胞比例从96.52%降至48.48%，凋亡细胞比例增至24.15%。这些数据明确表明，发酵乳酸杆菌增强了长春新碱诱导的细胞凋亡。

综上所述，本研究通过多层次的体外实验证实，发酵乳酸杆菌Ab.RS23能显著增强长春新碱对HT-29和MCF-7癌细胞的抗癌活性。其作用机制涉及通过双重途径促进细胞凋亡——即同时上调促凋亡信号（如PTEN/BAX/Caspase通路）和下调生存信号（如AKT/Bcl-2/mTOR通路）。最重要的是，联合疗法使得长春新碱的有效剂量大幅降低，这为克服其剂量限制性毒性、提高治疗指数提供了极具潜力的新策略。

研究的讨论部分指出，发酵乳酸杆菌的抗癌机制可能包括调节肿瘤微环境、增强宿主免疫反应、产生生物活性代谢物（如短链脂肪酸）以及下调NF-κB和STAT3等致癌转录因子。这些发现与先前研究显示乳酸菌菌株可抑制上皮-间质转化(EMT)、抑制转移并提高多种癌症模型化疗敏感性的结果相一致。

当然，本研究也存在一些局限性，例如仅使用了两种癌细胞系，未涉及体内模型的复杂生理环境；仅评估了一种益生菌株和一种化疗药物。未来的研究应拓展至更多菌株和药物，并通过体内实验验证其协同效应、免疫调节作用及药代动力学特性，进一步深入探索其分子机制，如生物活性代谢物的作用、抗氧化反应以及凋亡/生存信号通路的调控等。

总之，这项研究为将特定益生菌株作为肿瘤辅助治疗手段提供了有力的实验依据，支持其与化疗药物联用以增强疗效、降低毒性的潜力。后续的临床前及临床研究将对于确立其有效性和安全性至关重要。