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PNAS:益生菌可顯著抑制肝癌生長
【字體: 大 中 小 】 時間:2016年02月25日 來源:生物通
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以前已經有研究證明了益生菌在減少胃腸道炎癥和預防大腸癌中的作用,但是最近發表在《PNAS》上的一項新研究,探討了益生菌對腸外腫瘤(特別是肝細胞癌HCC)的免疫調節作用。
生物通報道:在過去的十年里,醫學研究指出了腸道微生物菌群對一系列健康指標(包括炎癥、免疫反應、代謝功能和體重)的影響。將益生菌作為一種治療方法,用于許多受腸道菌群影響的疾病,也越來越引起相應的關注。
2013年12月,加州理工的科學家們首次向人們展示,腸道菌群的改變能夠影響孤獨癥小鼠模型的行為,相關研究結果發表在Cell雜志上(Cell:益生菌療法改善孤獨癥行為)。有許多研究報道用益生菌來治療肥胖,例如,2014年7月,美國范德堡大學的研究人員發現,某些細菌可在腸道產生一種治療性化合物,抑制小鼠體重增加、胰島素抵抗和其他高脂飲食不良影響,相關研究結果發表在《Journal of Clinical Investigation》雜志(用治療性益生菌來預防肥胖?)。2015年8月,Cell Metabolism雜志上的最新研究表明,減肥手術通過改變腸道菌起到減重的效果。由此看來,靶標腸道菌群有望成為更簡單也更安全的減肥途徑(Cell子刊:益生菌有望替代減肥手術)。
以前已經有研究證明了益生菌在減少胃腸道炎癥和預防大腸癌中的作用,但是最近發表在《PNAS》上的一項新研究,探討了益生菌對腸外腫瘤(特別是肝細胞癌HCC)的免疫調節作用。
HCC是肝癌中最常見的一種,雖然在美國比較少見,但它是世界上最致命的癌癥類型,尤其在肝炎高發病率的地區尤為盛行。由于低度惡性腫瘤很難發現,高度腫瘤的預后較差,因此,醫學研究人員一直都想找到替代和補充治療方法來降低死亡率。
研究人員在一個HCC小鼠模型中設計了一項研究,量化了一種新型益生菌制劑(稱為Prohep)的免疫學效果。他們在腫瘤接種前用Prohep喂食小鼠一個星期的時間,結果發現,與對照組動物相比,小鼠的腫瘤重量和體積減少了百分之40。此外,他們確認,益生菌的有益作用,是與Prohep推動的有益細菌豐度密切相關。這些細菌會產生抗炎代謝物,可通過腸道和肝臟腫瘤之間的串擾調節促炎性免疫細胞群。
在這項研究中,研究人員報道稱,益生菌可通過抑制血管生成(身體通過這一過程產生新的血管,這對于腫瘤生長至關重要),而減緩肝臟腫瘤的生長。他們發現,缺氧的GLUT-1+的水平顯著升高,從而表明腫瘤的減少是由于缺氧血流降低引起的。此外,與未經處理的小鼠相比,處理過的小鼠的腫瘤中,血管面積減少了百分之52,血管芽減少了百分之54。
他們還發現,Prohep治療可下調IL-17——一種促炎性血管生成因子。因為HCC是一種高度血管化的腫瘤,腫瘤通常是與高水平的IL-17和一種免疫T細胞(稱為T輔助細胞17,Th17)有關,后者通過循環從腸道轉運到HCC腫瘤。研究人員認為,降低腫瘤細胞中的Th17,可阻止炎癥和血管生成,并限制腫瘤的生長。
他們也發現益生菌增加了在治療小鼠內臟中的抗炎細菌和代謝產物,這毫不令人意外。他們的結論是, Prohep的攝入,能夠通過調節腸道菌群而抑制腫瘤的發展。
他們寫道:“總之,Prohep可有效地使小鼠的肝癌生長顯著減緩。Th17可能是腫瘤微環境中IL-17的主要生產者,與HCC的生長和血管生成有關,它在腫瘤中的減少可能是因為通過循環從腸道的招募減少。Prohep所提供的抗腫瘤作用,通過誘導抗炎IL-10細胞因子的分泌和抑制腸道中Th17細胞的分化,可能與腸道菌群的調節有關!
(生物通:王英)
生物通推薦原文摘要:
Probiotics modulated gut microbiota suppresses hepatocellular carcinoma growth in mice
Abstract: The beneficial roles of probiotics in lowering the gastrointestinal inflammation and preventing colorectal cancer have been frequently demonstrated, but their immunomodulatory effects and mechanism in suppressing the growth of extraintestinal tumors remain unexplored. Here, we adopted a mouse model and metagenome sequencing to investigate the efficacy of probiotic feeding in controlling s.c. hepatocellular carcinoma (HCC) and the underlying mechanism suppressing the tumor progression. Our result demonstrated that Prohep, a novel probiotic mixture, slows down the tumor growth significantly and reduces the tumor size and weight by 40% compared with the control. From a mechanistic point of view the down-regulated IL-17 cytokine and its major producer Th17 cells, whose levels decreased drastically, played critical roles in tumor reduction upon probiotics feeding. Cell staining illustrated that the reduced Th17 cells in the tumor of the probiotic-treated group is mainly caused by the reduced frequency of migratory Th17 cells from the intestine and peripheral blood. In addition, shotgun-metagenome sequencing revealed the crosstalk between gut microbial metabolites and the HCC development. Probiotics shifted the gut microbial community toward certain beneficial bacteria, including Prevotella and Oscillibacter, that are known producers of antiinflammatory metabolites, which subsequently reduced the Th17 polarization and promoted the differentiation of antiinflammatory Treg/Tr1 cells in the gut. Overall, our study offers novel insights into the mechanism by which probiotic treatment modulates the microbiota and influences the regulation of the T-cell differentiation in the gut, which in turn alters the level of the proinflammatory cytokines in the extraintestinal tumor microenvironment.
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