Cell Metabolism | 南京医科大学刘星吟团队揭示了乳酸菌及其代谢物增强胃肠道的免疫反应，抑制结直肠癌的潜在机理

2023-05-16 10:25:44, 吕

iNature

先前的研究表明，乳杆菌在小鼠模型中起改善结直肠癌(CRC)的作用。然而，潜在的机制在很大程度上仍然未知。

2023年5月15日，南京医科大学刘星吟团队在Cell Metabolism（IF=31）在线发表了题为“Lactobacillus plantarum-derived indole-3-lactic acid ameliorates colorectal tumorigenesis via epigenetic regulation of CD8⁺ T cell immunity”的研究论文，该研究发现植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum ）L168 及其代谢物吲哚-3-乳酸可改善肠道炎症、肿瘤生长和肠道生态失调。在机制上，吲哚-3-乳酸通过增强H3K27ac在IL-12a增强子区域的结合，从而加速了树突状细胞中IL - 12a的产生，促进了CD8⁺ T细胞对肿瘤生长的免疫。

该研究发现吲哚-3-乳酸通过改变肿瘤浸润性CD8⁺ T细胞的染色质可及性，进而增强其功能，从而转录抑制CD8⁺ T细胞胆固醇代谢相关的Saa3表达。总之，该研究结果为益生菌介导的抗肿瘤免疫的表观遗传调控提供了新的见解，并表明L. plantarum L168 和吲哚-3-乳酸有可能为结直肠癌患者制定治疗策略。

结直肠癌(Colorectal cancer, CRC)是一种常见的胃肠道恶性肿瘤，在世界范围内具有很高的发病率和死亡率。结直肠癌的发病受遗传和环境因素的影响，具有不同的发病机制。在环境危险因素中，慢性肠道炎症是导致结直肠癌发生的重要因素。越来越多的证据表明，肠道微生物群的失衡以及微生物衍生代谢物的改变与炎症和结直肠癌有关。

益生菌是一种活的微生物，当摄入足够的量时，可以显示出对健康的益处。据报道，益生菌和共生菌可以调节肠道菌群结构，增强粘膜屏障功能，降低血清胆固醇水平，激活宿主免疫系统。先前的研究表明，益生菌，包括乳杆菌和双歧杆菌，在小鼠模型中改善炎症性肠病(IBD)和结直肠肿瘤发生中发挥作用。最近的一项流行病学调查也表明，经常食用含有一些益生菌的酸奶的人的CRC发病率低于很少食用酸奶的人。综上所述，这些研究强调了益生菌在预防结直肠癌中的作用。

越来越多的研究表明，肠道菌群及其代谢物通过调节CD8⁺ T细胞的活性发挥抗肿瘤作用。例如，微生物短链脂肪酸(SCFAs)调节CD8⁺ T细胞反应，并改善治疗癌症的适应性免疫疗法。然而，益生菌增强CD8⁺ T细胞抗肿瘤功能的分子机制在很大程度上仍不清楚。新出现的证据表明，微生物衍生的代谢物可以诱导表观遗传修饰，对健康状况和疾病易感性具有潜在影响。但是，关于表观遗传修饰如何被益生菌衍生代谢物精细调节参与CRC预防的证据非常有限。

植物乳杆菌L168及其代谢物抑制结直肠癌的免疫机理示意图（图源自Cell Metabolism ）

该研究对表观遗传学与益生菌之间的相互作用提供了新的见解，并试图从新的角度揭示益生菌预防结直肠癌的作用。该研究进一步通过恢复CD8⁺ T细胞对肿瘤生长的免疫来解释这种相互作用在抑制结直肠癌中的生物功能。该研究发现L. plantarum L168及其衍生ILA改善结直肠肿瘤发生，其机理在于ILA加速DC中IL12a的产生，从而启动CD8⁺ T细胞的抗肿瘤免疫。此外，ILA还能通过表观遗传机制增强CD8⁺ T细胞的功能和抑制CD8⁺ T细胞Saa3的表达，降低结直肠癌的肿瘤生长。

因此，益生菌可以通过调节肠道菌群结构，改善肠道健康，降低慢性炎症，从而预防结直肠癌的发生。此外，益生菌可以通过调节免疫系统，增强CD8⁺ T细胞的活性和功能，抑制肿瘤生长，发挥抗肿瘤作用。这些发现为益生菌在预防结直肠癌中的应用提供了新的思路和证据，也为开发新的肠道微生物群调节剂提供了理论基础。未来的研究需要进一步明确益生菌在结直肠癌预防中的作用机制和剂量效应，并探索其他肠道微生物群调节剂在预防结直肠癌中的作用。

原文链接：

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(23)00141-9#%20

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