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《科学》期刊:肠道菌群竟可引发肝癌疾病

2018-05-31 00:00


《科学》期刊:肠道菌群竟可引发肝癌疾病


学术经纬 / 2018-05-29
 

关于肠道菌群和癌症的关系,近年来得到了学术界的大量关注。今年 1 月,顶尖学术期刊《科学》更是重磅出击,同期报道了三篇关于肠道菌群如何影响癌症疗法的论文,在该领域掀起了一波小高潮。

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▲今年 1 月,肠道菌群与癌症免疫疗法的三篇重磅论文荣登《科学》封面(图片来源:V. Altounian / Science)

而在最新一期《科学》杂志上,来自美国国家癌症研究院(NCI)的科学家们再次取得了突破性的发现。他们的研究表明,肠道菌群竟对肝癌的发病有重要影响!

科学家们是怎么想到研究这两者之间的联系的呢?这是因为在人体内,肝脏所接受到的血液,高达 70% 来自肠道!因此,肝脏难免会受到肠道菌群代谢产物的影响。另外,一些研究也发现,肝脏出现病变的患者,肠道菌群的组成也会出现变化,暗示了两者之间的相关性。这些事实让科学家们决定一探背后的原因。

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▲饮用了含有抗生素的水后,小鼠(ABX)更不易罹患肝癌(图片来源:《科学》)

首先,他们设计了一系列实验,来了解肠道菌群究竟会不会影响到肝癌的发病。在实验中,他们给多种小鼠模型投喂了含有抗生素的水,消灭它们体内的菌群。研究发现,无论是自发产生的肿瘤,还是外部植入的肿瘤,在抗生素的作用下,竟然都出现了明显的缩小!此外,转移到肝脏的肿瘤尺寸更小,数目也明显降低。

为什么对肠道菌群的大清理,竟会抑制肝脏肿瘤的生长呢?为了寻找背后的机理,科学家们将注意力放到了肝脏的免疫细胞上。不出他们所料,在抗生素的处理下,小鼠肝脏里的自然杀伤 T 细胞(NKT)数量明显上升,而且它们正是抑制肝脏肿瘤出现的原因——小鼠一旦缺乏这些免疫细胞,或是这些免疫细胞在肝脏中失活,都会让抗生素的“魔力”失效,小鼠也不再对肝癌免疫。

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▲肝脏一旦缺乏 NKT 免疫细胞,抗生素就失去了抗癌魔力(图片来源:《科学》)

下一个问题也随之而来:为啥抗生素能促进这些免疫细胞的增长?分子生物学分析发现,这是由于一类叫做 CXCL16 的蛋白质出现了上调。

科学家们敏锐地意识到,CXCL16 的一大控制因素,就是胆汁酸。这是胆汁的主要成分,在肝脏中形成,能协助降解脂肪。在后续的研究中,科学家们果然发现在胆汁酸的作用下,小鼠肝脏 NKT 细胞的数目有所变化,从而影响肝脏肿瘤!

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▲本研究的图示(图片来源:《科学》)

最后,研究人员们找到了一种特定的肠道菌株 Clostridium scindens,为整个研究划上了一个完美的句号。在他们提出的模型里,这种细菌在小鼠肠道中参与到了胆汁酸的代谢。在抗生素的处理下,这些细菌数量开始下降,让胆汁酸开始积累。这会促进 CXCL16 的表达,从而提高 NKT 免疫细胞的数目,对肿瘤产生抑制效果。

“我们利用四种肿瘤模型发现,如果你用抗生素去处理小鼠,清除特定的细菌,就会改变肝脏免疫细胞的组成,影响肝脏的肿瘤生长,” 该研究的通讯作者、美国国立癌症研究所旗下癌症研究中心的 Tim Greten 教授说道:“我们从基础研究中得到的发现,能让我们更好地了解癌症,并带来更好的潜在疗法。这是一个非常棒的案例。”

本文题图来自 Science。

参考资料:

[1] Gut microbiome–mediated bile acid metabolism regulates liver cancer via NKT cells

[2] NCI study finds gut microbiome can control antitumor immune function in liver
 


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