鉴定12种与结直肠癌密切相关的肠道细菌

结直肠癌患者和健康人的肠道微生物群的大规模比较分析

大阪大学9月30日宣布，对结肠直肠癌患者和健康受试者的肠道微生物群进行的大规模比较分析发现，有12种细菌在健康受试者中很少出现，但在结肠直肠癌患者中却异常生长，这表明与结肠直肠癌有很大关系。 这项研究是由该大学免疫学前沿研究中心(IFReC)老化生物学系的原英二教授领导的研究小组进行的，他还在该大学的微生物疾病研究所任职。 该研究成果已发表在《自然通讯》上。

近年来，人们已经清楚地看到，肠道细菌参与了各种疾病，包括癌症。 有人认为高膳食纤维摄入可降低患结直肠癌的风险，结直肠癌是肠道细菌可能参与其发病机制的疾病之一。 在这项研究中，该研究小组对结肠直肠癌患者和健康人的肠道微生物群进行了大规模的比较分析，目的是确定那些促进结肠直肠癌发展的肠道细菌。

12种口腔病原体在结直肠癌患者体内异常生长

研究人员确定了12种在健康人中很少出现但在结肠直肠癌患者中却异常生长的细菌种类。 所有这些细菌都是寄生厌氧菌，也被称为口腔病原体，在其他人群中也得到了类似的结果，表明与结肠直肠癌有很大关系。

因此，该研究小组将重点放在这12个物种上，并调查其中是否有任何物种可以促进结肠直肠癌的发展。 首先，他们筛选了这些细菌诱导细胞衰老的能力，这是一种对抗致癌压力的防御机制。 尽管不可逆转地停止细胞周期的细胞衰老本身是一种癌症抑制机制，但众所周知，衰老细胞在组织中的过度积累会促进癌症的发生。 因此，我们假设诱导细胞衰老的细菌是那些对宿主细胞造成致癌压力的细菌，它们可能促进体内衰老细胞的积累，从而促进结直肠癌的发展。

两种菌株诱导细胞衰老和丁酸盐分泌，在人类结肠癌组织中发现高水平的丁酸盐

当把每种细菌的培养上清液施用于人类成纤维细胞和肠道上皮细胞时，发现糖化细菌和牙龈菌的培养上清液能诱导这些细胞的细胞衰老。 此外，成分分析显示，培养上清液中含有的短链脂肪酸，特别是丁酸，是诱导细胞衰老的主要致病因素。

对人类结直肠癌组织的分析表明，这两种细菌粘附和浸润了结直肠癌组织，并且周围组织中存在表达细胞衰老标记的细胞。 结直肠癌组织的丁酸盐水平也比非癌症组织高。 这表明，这两种细菌实际上可能通过在人体中分泌丁酸盐来诱导细胞衰老。

小鼠研究证实了细菌产生的丁酸盐和细胞衰老与结直肠癌之间的因果关系

最后，为了检验这两种细菌与结直肠癌之间的直接因果关系，研究小组给ApcΔ14/+小鼠(一种结直肠癌模型)注射了这些细菌，以观察它们是否促进结直肠癌的发展。 结果显示，经牙孢子菌处理的小鼠的结肠肿瘤数量明显增加，而经浅草杆菌处理的小鼠的肿瘤数量增加，尽管差异不大。

这种促进结直肠癌发生的现象在不产生丁酸的葡萄球菌突变体中没有观察到。 此外，用ABT-263(一种去除衰老细胞的衰老药物)治疗牙龈炎小鼠，使组织中的衰老细胞数量减少，结直肠肿瘤的数量趋于减少，结直肠肿瘤的直径明显缩小。

丁酸作为一种肠道保护剂，但也是促进结直肠癌发展的一个关键因素

这些结果表明，这两种细菌通过分泌丁酸促进结直肠癌的发展，表明衰老细胞的积累可能参与结直肠癌的肿瘤进展。 尽管已知糖化菌和牙龈菌以氨基酸为底物产生丁酸盐，但本研究表明，丁酸盐可能是结直肠癌的一个关键因素。 然而，在这项研究中发现，丁酸是这些细菌促进大肠癌发展的关键。 研究小组说："希望对肠道细菌的进一步研究将导致建立有效的方法，通过控制肠道微生物群来预防结直肠癌。