肠道来源啮齿粪杆菌通过调控PDPN-CLEC-2信号通路抑制结直肠癌的机制研究

本研究首次揭示啮齿粪杆菌（Faecalibaculum rodentium）通过分泌乙酸（acetate）双重调控结直肠癌（CRC）进展的机制：一方面通过阻断PDPN-CLEC-2信号轴增强CD8+ T细胞免疫，另一方面通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路诱导肿瘤细胞凋亡，为CRC的微生物-免疫-代谢联合治疗提供新策略。

　　

摘要

本研究首次鉴定出啮齿粪杆菌（Faecalibaculum rodentium）作为新型益生菌，通过分泌乙酸（acetate）双重抑制结直肠癌（CRC）：在免疫层面，乙酸通过下调CD8⁺ T细胞的podoplanin（PDPN）表达，阻断其与肿瘤细胞表面C型凝集素样受体2（CLEC-2）的互作，显著提升CD8⁺ T细胞的TNF-α、IFN-γ、颗粒酶B和穿孔素分泌能力；在肿瘤细胞层面，乙酸通过抑制CLEC-2/PI3K/AKT/mTOR信号通路直接诱导凋亡。动物实验显示，该菌及其代谢物可使AOM/DSS诱导的CRC小鼠肿瘤体积缩小60%，生存期延长2倍。

引言

结直肠癌（CRC）作为全球癌症死亡第二大原因，其治疗面临长期生存率低的挑战。近年研究发现肠道菌群动态变化与CRC进展密切相关，但具有明确抑癌功能的菌株仍待挖掘。啮齿粪杆菌作为Erysipelotrichaceae科厌氧菌，在CRC早期即显著减少，但其作用机制未知。本研究通过AOM/DSS诱导的CRC小鼠模型和人类CRC细胞系，首次系统阐明该菌通过乙酸代谢物调控PDPN-CLEC-2轴的双重抑癌机制。

结果

啮齿粪杆菌显著抑制CRC进展

在AOM/DSS诱导的CRC模型中，灌胃给予5×10⁷ CFU的啮齿粪杆菌或其代谢物（S.FB）10周后，治疗组肿瘤体积较对照组减少58.3%（P<0.001），生存率提升至88.9%（对照组33.3%）。组织学分析显示，治疗组结肠黏膜完整性恢复，Ki-67阳性细胞减少72%，caspase-3阳性细胞增加3倍，且心肝脾肺肾未见毒性损伤。

重塑CD8⁺ T细胞免疫

流式分析发现，治疗组小鼠脾脏、肠系膜淋巴结和肿瘤中CD8⁺ T细胞比例提升2-3倍（P<0.01），其分泌的TNF-α和IFN-γ水平分别增加4.5倍和3.8倍。机制上，乙酸使Jurkat T细胞的PDPN蛋白表达降低65%（P<0.001），解除其对T细胞功能的抑制。

直接抑制肿瘤恶性行为

体外实验显示，啮齿粪杆菌代谢物使SW620和HT-29细胞凋亡率提升至28.4%（对照组5.1%），迁移和侵袭能力下降80%。Western blot证实其通过下调CLEC-2表达，抑制PI3K/AKT/mTOR通路关键蛋白磷酸化水平。

乙酸作为关键效应分子

GC-MS代谢组学显示，治疗组结肠内容物中乙酸浓度升高4.2倍（P<0.001），占SCFAs总量的68%。皮下移植瘤模型证实，饮用150 mM乙酸水可使CT26肿瘤重量减轻54%，与抗PD-1联用呈现协同效应，肿瘤完全消退率达40%。

讨论

本研究创新性揭示肠道菌群-免疫-代谢轴在CRC中的调控网络：啮齿粪杆菌通过乙酸代谢物同时靶向免疫微环境（PDPN/CD8⁺ T细胞）和肿瘤细胞（CLEC-2/PI3K通路），这种"双锁"机制为克服肿瘤免疫逃逸提供新思路。值得注意的是，PDPN-CLEC-2轴在脑癌、乳腺癌等多种肿瘤中高表达，提示该策略可能具有广谱抗癌潜力。未来需开发基于纳米载体或工程菌的靶向递送系统，解决乙酸体内代谢快的问题。

材料与方法

使用C57BL/6J小鼠建立AOM/DSS诱导的CRC模型，流式检测采用BD FACSCelesta?平台，SCFAs通过Thermo Fisher ISQ 7000 GC-MS定量。统计学分析采用SPSS 25软件，组间比较使用ANOVA检验，显著性阈值设为P<0.05。