益生菌Bacillus coagulans Hammer衍生物通过诱导凋亡抑制结直肠腺癌细胞生长的潜力研究

本研究针对结直肠癌(CRC)治疗中化疗副作用大、亟需新型疗法的现状，探索了益生菌Bacillus coagulans Hammer及其衍生物（灭活菌体、细胞外囊泡EVs和细胞上清CFS）的抗癌机制。通过MTT、流式细胞术和Western blotting等技术，证实这些衍生物能显著下调抗凋亡基因Bcl-2，上调促凋亡基因Bax/Bad/Caspase-3/9，诱导HT-29和Caco-2细胞凋亡。该发现为CRC的益生菌辅助治疗提供了新思路，论文发表于《BMC Complementary Medicine and Therapies》。

　　

在癌症治疗领域，结直肠癌(CRC)长期占据全球癌症死亡率前三甲。传统化疗虽有效，却伴随严重胃肠道毒性，这让科学家们将目光转向了肠道"原住民"——益生菌。其中，孢子形成型益生菌Bacillus coagulans Hammer因其卓越的胃肠耐受性备受关注。但一个关键问题悬而未决：这种益生菌的抗癌机制是否与其活性成分相关？其灭活形式能否规避活菌应用风险？这正是Maryam Mashhoori Vayghan团队在《BMC Complementary Medicine and Therapies》发表的研究要解答的核心问题。

研究团队采用多学科技术手段展开攻关：通过聚乙二醇(PEG)沉淀法提取细菌外囊泡(EVs)，结合扫描电镜(SEM)和动态光散射(DLS)表征纳米颗粒特性；运用MTT法检测不同衍生物对HT-29/Caco-2细胞的增殖抑制；采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析凋亡相关基因表达；结合Annexin V-FITC/PI双染和Western blotting验证凋亡机制。所有实验均在伊朗Shahid Beheshti医科大学完成。

表征B. coagulans Hammer EVs

研究首先成功分离出直径100-300 nm的球形EVs，SDS-PAGE显示其含10-200 kDa多种蛋白，蛋白浓度达685.08 μg/ml。电镜图像清晰呈现纳米囊泡结构，为后续功能研究奠定基础。

灭活菌体及衍生物对癌细胞活力的影响

MTT结果显示，10 μg/ml EVs使HT-29细胞存活率显著降低(P<0.01)，100 MOI UV灭活菌体效果更显著(P<0.0001)。在Caco-2细胞中，20% CFS处理24小时即显示明显抑制作用(P<0.01)，提示不同衍生物均具剂量依赖性抗癌活性。

凋亡相关基因的调控作用

RT-qPCR揭示关键发现：UV灭活菌体使促凋亡基因Bax表达激增(P<0.001)，而EVs和CFS显著上调Caspase-3表达(P<0.01)。值得注意的是，所有处理均显著抑制抗凋亡基因Bcl-2，其中CFS对Caco-2细胞的抑制率达P<0.0001。

流式细胞术验证凋亡诱导

Annexin V-FITC/PI检测显示，EVs处理组晚期凋亡细胞达22.7%，较对照(3.03%)提升7倍；UV灭活菌体组总凋亡率44.8%，显著高于对照(P<0.0001)。这些数据直观证实衍生物通过凋亡途径杀伤癌细胞。

蛋白水平验证凋亡机制

Western blotting完美呼应基因结果：EVs和UV灭活菌体使Bax蛋白表达显著增加(P<0.01)，同时Bcl-2蛋白水平下降(P<0.001)，证实通过线粒体途径激活凋亡。

这项研究首次系统揭示B. coagulans Hammer衍生物的抗癌机制：其EVs携带的生物活性物质能打破癌细胞凋亡抵抗，通过Bcl-2/Bax失衡激活Caspase级联反应。特别值得注意的是，UV灭活菌体展现出与活菌相当的抗癌效果，这为免疫缺陷患者提供了更安全的替代方案。研究不仅拓展了益生菌抗癌的理论边界，更开创性地将细菌EVs纳入CRC治疗武器库。未来研究可深入解析EVs中的活性成分，并探索其在动物模型中的治疗效果，为开发新型微生物制剂奠定基础。