维生素K2同源物及植物乳杆菌在结直肠癌小鼠模型中的抗炎与免疫调节作用研究

《BMC Biology》：Anti-inflammatory effects of vitamin K2 and Lactobacillus plantarum in a mouse model of colorectal cancer

　　

摘要

背景

结直肠癌（CRC）是全球重大的健康负担，慢性炎症在其发生和发展中起重要作用。肠道微生物群在调节宿主免疫应答中具有重要作用，特定菌种可能通过产生生物活性代谢物（包括维生素K2，VK2）来影响抗癌反应。先前的研究已证实VK2同源物具有抗炎和潜在抗癌特性，且肠道细菌（尤其是乳杆菌）具有产生VK2的能力。我们在水合胺/葡聚糖硫酸钠（AOM/DSS）小鼠模型中评估了合成维生素K2（VK2）同源物（VK2-MK4、VK2-MK7、VK2-MK9）及植物乳杆菌菌株自然产生的VK2的抗炎特性。

结果

对BALB/c雌性小鼠进行了临床、组织病理学和微生物学评估，采用下一代测序和经典培养方法对肠道微生物群进行表征并定量乳杆菌种属。采用基于UPLC-APCI-MS/MS的方法对粪便和结肠匀浆中的VK2同源物进行定量，并使用免疫荧光和Western印迹分析细胞因子表达（IL-6、IL-8、TNF-α、IL-10）。AOM/DSS对照小鼠表现出慢性黏膜炎症、腺体改变及IL-10升高，与免疫抑制性肿瘤微环境一致。补充VK2-MK7和植物乳杆菌（天然VK2）可降低促炎细胞因子水平，尤其是IL-6——这一癌症进展的核心旁分泌介质——并改善IL-10的分布，提示向稳态调节转变。补充VK2-MK9可显著增加粪便中乳杆菌的丰度，但结肠吸收较差；而VK2-MK4和VK2-MK7则在粪便和结肠中均有蓄积。尽管吸收有限，VK2-MK9仍保持了显著的抗炎活性。所有VK2干预措施均表现出对细胞因子表达的调节作用，可能通过抑制NF-κB信号通路实现。

结论

这些发现突显了特定VK2同源物和益生菌菌株在调节炎症反应和肠道微生物群组成方面的潜力，在结直肠癌化学预防及辅助治疗方面前景广阔。

图形摘要

背景

结直肠癌（CRC）是全球重大的健康负担，慢性炎症在其发生和发展中起重要作用。肠道微生物群在调节宿主免疫应答中具有重要作用，特定菌种可能通过产生生物活性代谢物（包括维生素K2，VK2）来影响抗癌反应。先前的研究已证实VK2同源物具有抗炎和潜在抗癌特性，且肠道细菌（尤其是乳杆菌）具有产生VK2的能力。我们在水合胺/葡聚糖硫酸钠（AOM/DSS）小鼠模型中评估了合成维生素K2（VK2）同源物（VK2-MK4、VK2-MK7、VK2-MK9）及植物乳杆菌菌株自然产生的VK2的抗炎特性。

结果

对BALB/c雌性小鼠进行了临床、组织病理学和微生物学评估，采用下一代测序和经典培养方法对肠道微生物群进行表征并定量乳杆菌种属。采用基于UPLC-APCI-MS/MS的方法对粪便和结肠匀浆中的VK2同源物进行定量，并使用免疫荧光和Western印迹分析细胞因子表达（IL-6、IL-8、TNF-α、IL-10）。AOM/DSS对照小鼠表现出慢性黏膜炎症、腺体改变及IL-10升高，与免疫抑制性肿瘤微环境一致。补充VK2-MK7和植物乳杆菌（天然VK2）可降低促炎细胞因子水平，尤其是IL-6——这一癌症进展的核心旁分泌介质——并改善IL-10的分布，提示向稳态调节转变。补充VK2-MK9可显著增加粪便中乳杆菌的丰度，但结肠吸收较差；而VK2-MK4和VK2-MK7则在粪便和结肠中均有蓄积。尽管吸收有限，VK2-MK9仍保持了显著的抗炎活性。所有VK2干预措施均表现出对细胞因子表达的调节作用，可能通过抑制NF-κB信号通路实现。

结论

这些发现突显了特定VK2同源物和益生菌菌株在调节炎症反应和肠道微生物群组成方面的潜力，在结直肠癌化学预防及辅助治疗方面前景广阔。

图形摘要