大多数乳酸菌被归类为乳酸菌(LAB)。LAB通常存在于发酵食品中，如腐烂的植物和奶制品中，它们被广泛接受为人类的益生菌。结直肠癌(CRC)是世界上第三大常见恶性肿瘤和第二大癌症死亡原因。与大肠癌的发生有关的危险因素有很多，包括基因改变、生活方式和环境因素。本研究的目的是确定鸡乳杆菌在大肠肿瘤发生中潜在的抗肿瘤作用。
图片来源: doi:10.1136/gutjnl-2020-323951
在临床前实验中，某些益生菌可以抑制大肠癌的进展。例如活的和热灭活的鼠李糖GG(LGG)都通过促进人结直肠癌细胞的凋亡而具有抗结直肠癌的作用。在动物模型中，LGG可以通过增加Bax、casp3和p53等多种促凋亡蛋白的表达来抑制大肠癌的发展。一些研究表明，经常食用益生菌可能会改善肠道微生物群落失衡，从而减少肠道菌群失调期间慢性炎症和致癌化合物产生的机会。在本研究中，作者发现鸡乳杆菌提高了具有良好特征的共生益生菌的丰度，如海氏乳杆菌(L.helveticus)和雷氏乳杆菌(L.reuri)。虽然一些潜在的致病菌种，如泽泻属，Allobacullum，Dorea，Odoribacter，Parabacteroides和鲁米诺球菌，在用鸡链球菌处理的小鼠中被显著耗尽，但众所周知，L.reuri通过产生组胺来抑制炎症相关的结肠癌的发生。鸡乳杆菌产生的代谢产物可通过诱导细胞凋亡来抑制大肠癌细胞的活力。利用代谢组学分析发现，鸡乳杆菌能产生L-色氨酸，并能将L-色氨酸转化为其分解代谢产物。作者进一步证实，L-色氨酸分解代谢产物之一ILA在用鸡乳杆菌处理的ApcMin/+小鼠的LGCS和粪便样本中均显著增加。ILA在体外抑制大肠癌细胞活力，在体内抑制肠道肿瘤生长。最近的一份报告表明，肠道微生物群落产生的L-色氨酸分解代谢产物是维持肠道内环境稳定的重要因素。Ila被鉴定为母乳色氨酸的代谢物，由益生菌长双歧杆菌分泌，用于预防炎症。据报道，肠道微生物产生的ILA通过抑制上皮细胞自噬来减轻小鼠的结肠炎。Ila还被发现对肠道先天免疫有调节作用，在宿主-微生物串扰中起着特殊的作用。酪乳杆菌通过抑制JNK信号通路对大肠癌细胞有很强的抑瘤作用。有趣的是，作者还观察到与LCCS相比，LGCS具有更强的抑瘤作用。因此鸡乳杆菌的抗结直肠癌特性也可以至少部分归因于其释放的保护性代谢产物。然而，鸡乳杆菌分泌的ILA是否是抑制大肠癌的主要代谢物还有待进一步研究。
鸡乳杆菌产生并分解L-色氨酸，释放ILA，以对抗结直肠癌图片来源: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34937766/
综上所述，本研究第一个证明鸡乳杆菌抗结直肠癌作用。鸡乳杆菌对肠道肿瘤的发生有保护作用。这种作用与调节肠道微生物组成和分泌保护性代谢物(包括ILA)以促进癌细胞凋亡有关。这些发现可能有助于利用益生菌预防结直肠癌的治疗策略的发展。
参考文献
Naoki Sugimura et al. Lactobacillus gallinarum modulates the gut microbiota and produces anti-cancer metabolites to protect against colorectal tumourigenesis. Gut. 2021 Dec 22; gutjnl-2020-323951. doi: 10.1136/gutjnl-2020-323951.
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