5-氟尿嘧啶（5-FU）及其衍生物仍是治疗结直肠癌、头颈癌和乳腺癌的基石化疗药物（Lee, Beumer, & Chu, 2016）。然而，它们的临床效果经常受到化疗引起的肠黏膜炎（CIIM）的干扰，该病影响了40-100%的癌症患者，其中50-80%的患者会出现黏膜损伤（Dahlgren, Sj?blom, Hellstr?m, & Lennern?s, 2021; Kim et al., 2015）。临床上，CIIM会导致严重的并发症，如菌血症和营养不良，从而导致住院时间延长和医疗成本增加（Sonis et al., 2001）。在细胞层面上，5-FU引起的黏膜炎主要是由肠道上皮内的氧化还原失衡驱动的。这种氧化应激会引发上皮细胞凋亡，进而破坏肠道屏障并促进炎症级联反应（H. Chen et al., 2020; Hamouda et al., 2017）。在这种情况下，富含抗氧化剂的饮食干预措施（如益生菌、合生元和后生元）被广泛研究作为预防或缓解肠黏膜炎的潜在策略。在这其中，后生元可能是一个可行的选择，因为这些微生物细胞要么已经死亡，要么被灭活，从而消除了在免疫功能低下的癌症患者中使用它们时的风险（Batista et al., 2020; Fu et al., 2014; Yeung et al., 2020）。
过去十年中，后生元的概念不断发展。早期的研究使用后生元和副益生菌来描述由食品级微生物在发酵过程中产生的活性可溶性因子、非活性微生物、微生物代谢物或无细菌提取物（Cuevas-González, Liceaga, & Aguilar-Toalá, 2020）。最近，国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）的共识定义将后生元定义为能够为宿主带来健康益处的无生命微生物及其成分的制剂。这一更新的定义提供了更严格的概念框架，但也强调了需要区分传统后生元制剂和无细胞发酵产物。在本研究中，所测试的制剂是从发酵谷物中去除细菌细胞后获得的的上清液，因此更准确地归类为与后生元相关的发酵谷物成分，而不是传统后生元制剂。
食品发酵是一种重要的技术过程，可以生成与发酵相关的活性化合物，因为微生物代谢可以释放、转化和富集食品基质中的功能性化合物。先前的研究表明，乳酸菌（LAB）在乳制品中的原位发酵可以减轻5-FU引起的肠道黏膜损伤（De Jesus et al., 2019; Hu et al., 2020）。然而，乳糖不耐受、某些乳制品相对较高的脂肪含量以及对植物性饮食的需求增加，激发了对非乳制品替代品的兴趣（Ansari & Pourjafar, 2021）。谷物作为一种有前景的非乳制品基质，因其富含营养素和大量的活性前体（如蛋白质、结合酚类、黄酮类和可发酵碳水化合物）而受到重视（Salmerón, 2017）。通过酶促降解和代谢转化，乳酸菌发酵可以增强谷物的功能价值，释放小肽、有机酸、酚类化合物、黄酮类和其他具有潜在抗氧化和屏障保护活性的可溶性代谢物（Slavin, 2000）。因此，研究无细胞发酵谷物成分可以直接评估发酵增强成分的贡献，并有助于阐明微生物发酵如何将谷物衍生物转化为活性食品成分。对于CIIM而言，谷物衍生的发酵成分尤为重要，因为氧化应激是5-FU引起肠道上皮损伤的主要驱动因素（Dahlgren et al., 2021; Fu et al., 2014）。例如，发酵小麦提取物在人类卵巢癌和结直肠癌细胞系中显示出显著的抗增殖活性（Borowicki et al., 2010; Koh et al., 2018），表明谷物发酵可以生成与癌症相关健康状况有关的活性成分。然而，目前关于基于谷物的后生元制剂的研究主要集中在体外抗氧化试验上，而支持其对抗化疗相关肠道损伤的保护作用的体内证据仍然有限。此外，发酵谷物衍生活性成分调节肠道氧化还原平衡、上皮细胞凋亡和屏障完整性的分子机制仍不完全清楚。
因此，本研究旨在调查无细胞的L. rhamnosus发酵谷物成分对5-FU引起的CIIM的保护作用，并阐明其潜在的分子机制。在BALB/c小鼠中建立了5-FU诱导的肠道黏膜损伤模型，并使用或不使用谷物衍生物成分进行干预。系统评估了肠道损伤、抗氧化能力、炎症反应、黏膜结构、屏障相关指标、杯状细胞分布和细胞凋亡。此外，采用无标记定量蛋白质组学方法表征了全局蛋白质表达的变化，并探讨了参与肠道保护的分子途径。通过将乳酸菌驱动的谷物基质转化与宿主肠道反应联系起来，本研究为谷物发酵衍生活性成分作为缓解化疗相关胃肠道损伤的功能性食品成分提供了机制支持。
