Cancer Cell：腸道菌群立功，通過代謝物羅伊氏菌素抑制結直腸癌

撰文 | Mia

編輯 | 王多魚

排版 | 水成文

結直腸癌
（CRC）
是第三大常見癌癥，也是癌癥死亡的第四大常見原因。未發生轉移結直腸癌預后較好。一旦發生轉移，臨床上缺乏有效的治療辦法，且大多數病例對免疫治療無效。除了一部分患者是由于遺傳突變外，生活方式、飲食、炎癥和腸道菌群的改變也會影響結直腸癌的發生和發展。揭示腸道菌群失調在參與影響炎癥、腫瘤生長和治療中的機制，有助于更好的預防和治療結直腸癌。

近日，美國密歇根大學 Yatrik M. Shah 團隊在 Cancer Cell 期刊在線發表了一篇題為：
Reuterin in the healthy gut microbiome suppresses colorectal cancer growth through altering redox balance
的研究論文。

該研究發現，健康個體的腸道菌群中的益生菌羅伊氏乳桿菌所產生的的
羅伊氏菌素
（Reuterin）
能夠通過改變氧化還原平衡抑制結直腸癌細胞的生長。

研究人員首先分析了由不同突變造成結直腸癌小鼠模型中相關的糞便代謝物，發現健康小鼠或人的腸道菌群代謝物對結直腸癌細胞系具有生長抑制作用，而結直腸癌疾病模型小鼠或結直腸癌患者的腸道菌群代謝物對結直腸癌細胞系的抑制作用則表現較弱。

通過進一步的微生物分析，研究團隊發現結直腸癌疾病模型小鼠或結直腸癌患者的腸道菌群中
羅伊氏乳桿菌
（Lactobacillus reuteri）
及其代謝物
羅伊氏菌素
（Reuterin）
的水平較正常均有明顯下調。

羅伊氏乳桿菌是幾乎天然存在于所有脊椎動物和哺乳動物腸道內的乳酸菌，對腸黏膜具有很強的黏附能力，其代謝物
羅伊氏菌素
（Reuterin）是一種廣譜抗菌物質，能廣泛抑制革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、酵母、真菌和病原蟲等的生長。

更重要的是，研究團隊發現了
羅伊氏菌素
（Reuterin）的細胞毒性和生長抑制作用，向培養基內添加
羅伊氏菌素
（Reuterin）可以很大程度的抑制細胞增殖，該作用對結直腸癌細胞尤為明顯。

為了進一步解釋羅伊氏菌素（Reuterin）抑制結直腸癌細胞生長的分子機制，研究團隊結合了代謝組學、轉錄學和蛋白質組學分析發現，在這一過程中，氧化應激反應所必須的基因以及核因子紅細胞2相關因子2
（NRF2）
的下游基因上調，且谷胱甘肽代謝被確定是一個明顯的富集途徑。因而，研究人員推測氧化應激是一個潛在的機制，即羅伊氏菌素（Reuterin）改變了氧化還原平衡，并減少結直腸癌細胞的增殖和存活。

隨后，研究人員對該氧化應激機制做了進一步分析，說明羅伊氏菌素（Reuterin）是通過誘導蛋白質的氧化抑制核糖體生物合成和下游蛋白質翻譯，從而抑制結直腸癌細胞的生長。

最后，研究團隊在模型小鼠體內將羅伊氏菌素（Reuterin）對結直腸癌的這一抑制作用進行了驗證。將HCT116和SW480這兩種人結腸癌細胞系皮下植入裸鼠體內，每天給小鼠灌服正常的羅伊氏乳桿菌，或基因工程改造的不產生羅伊氏菌素（Reuterin）的羅伊氏乳桿菌。結果發現，接受正常羅伊氏乳桿菌的小鼠的腫瘤生長明顯降低。且在這一過程中，腫瘤活性氧
（ROS）
的水平和種類均有顯著增加。這些結果表明，外源移植性羅伊氏乳桿菌可抑制結直腸癌的體內生長，增加腫瘤活性氧類型，并減少體內蛋白質翻譯。