益生菌Bifidobacterium breve通过解偶联牛磺胆酸恢复CD8+ T细胞浸润抑制肥胖相关癌症进展

本研究揭示了益生菌Bifidobacterium breve（B. breve）通过其胆汁盐水解酶（BSH）降解血清牛磺胆酸（TCA），逆转肥胖诱导的CD8+ T细胞功能抑制，从而改善肝癌免疫微环境的分子机制。研究人员利用高脂饮食（HFD）诱导的肥胖肝癌模型，结合多组学分析和流式细胞术，证实TCA通过阻断ERK磷酸化抑制CD8+ T细胞抗肿瘤活性，而B. breve干预可显著恢复T细胞浸润与功能。该发现为肥胖相关癌症的益生菌辅助治疗提供了新靶点。

　　

肥胖已成为全球公共卫生危机，其与至少13种癌症风险增加显著相关，尤其是肝癌（HCC）。尽管肠道菌群与肥胖的互作关系已被广泛研究，但益生菌如何通过调节特定代谢物影响肥胖相关肿瘤免疫微环境的机制仍不明确。更关键的是，肥胖患者体内胆汁酸谱的异常变化如何直接调控抗肿瘤免疫应答，这一科学问题尚未得到系统解答。

为解决这一难题，Ruoshui Yuan等人在《npj Biofilms and Microbiomes》发表的研究，以高脂饮食（HFD）诱导的肥胖肝癌小鼠为模型，结合宏基因组学、代谢组学和免疫学分析，首次揭示Bifidobacterium breve lw01通过其特有的4型胆汁盐水解酶（BSH）降解血清牛磺胆酸（TCA），解除TCA对CD8⁺ T细胞ERK通路的抑制，从而重塑肿瘤免疫微环境的核心机制。这项研究不仅阐明了肥胖相关癌症中"菌群-代谢物-免疫"轴的调控网络，更为益生菌在肿瘤精准干预中的应用提供了理论依据。

关键技术方法包括：1）建立HFD诱导的肥胖Hepa1-6肝癌小鼠模型；2）16S rRNA测序分析肠道菌群结构；3）LC-MS/MS检测血清胆汁酸谱；4）流式细胞术量化肿瘤浸润淋巴细胞亚群；5）RNA-seq解析CD8⁺ T细胞转录组特征；6）BSH活性抑制实验（使用特异性抑制剂AAA-10）。

研究结果

高脂饮食诱导肥胖加速肿瘤生长并扰乱机体稳态

通过16周HFD喂养建立肥胖模型，证实HFD显著增加Hepa1-6肿瘤体积（p<0.001），并降低肿瘤组织凋亡标志物cleaved Caspase-3表达。肠道菌群分析显示HFD组Bifidobacterium丰度显著降低（p<0.01），与人类肥胖相关癌症患者菌群特征一致。

益生菌Bifidobacterium breve lw01减轻HFD促进的肿瘤生长

口服B. breve虽未改变肥胖小鼠体重，但显著抑制肿瘤生长（p<0.01），上调肿瘤组织Bax/Bcl-2比值。菌群重构分析发现其增加产短链脂肪酸菌Eubacterium xylanophilum（p<0.05），预测功能显示Notch信号通路激活。

B. breve改善HFD介导的免疫抑制微环境

流式分析显示B. breve处理组肿瘤浸润CD8⁺ T细胞比例增加2.3倍（p<0.001），M1型巨噬细胞（CD86⁺）比例升高（p<0.01）。CD8⁺ T细胞耗竭实验证实其抗肿瘤作用依赖该细胞亚群。

TCA通过CD8⁺ T细胞依赖性方式促进肿瘤生长

代谢组学发现HFD组血清TCA水平升高3.8倍（p<0.0001），与Bifidobacterium丰度负相关（r=-0.82）。体外实验证实B. breve可将TCA解偶联为胆酸（CA）。单独注射TCA即能复制HFD促瘤效应，并特异性减少肿瘤内CD8⁺ T细胞CXCR6表达（p<0.01）。

TCA通过MAPK/ERK通路削弱CD8⁺ T细胞功能

RNA-seq显示TCA处理下调CD8⁺ T细胞中TCR信号通路基因（如Runx3，p<0.001），KEGG分析提示ERK磷酸化受抑制（p<0.01）。Western blot证实TCA剂量依赖性降低ERK1/2磷酸化（p<0.05），MEK激活剂C16-PAF可部分逆转此效应。

B. breve的抗肿瘤能力依赖其胆汁盐水解酶

基因组分析鉴定出B. breve lw01的954 bp BSH基因，系统发育分析显示其与B. longum subsp. infantis同源性最高。BSH抑制剂AAA-10处理可消除B. breve的抑瘤作用（p<0.01），证实BSH是其功能关键效应分子。

这项研究创新性地揭示了肥胖相关癌症中"TCA-CD8⁺ T细胞"免疫抑制轴的存在，并证明益生菌B. breve可通过BSH依赖性方式解除该免疫抑制。从转化医学角度看，该发现为开发基于BSH活性的微生物疗法提供了新思路，尤其对合并代谢异常的肿瘤患者具有重要临床价值。作者同时指出，未来需要构建BSH基因敲除菌株以进一步验证机制，并探索益生菌与免疫检查点抑制剂联用的协同效应。这些发现为肥胖相关癌症的精准干预开辟了"代谢-免疫"双靶点调控的新范式。