益生菌竟成癌症帮凶?Cell子刊:常见益生菌之一的它,或能抑制肿瘤免疫,促进癌症生长
提到益生菌,相信大家对此并不陌生。生活中最常见的莫过于酸奶、乳酸菌饮品等,甚至有些人会主动去购买一些益生菌补剂。
但一直以来,对益生菌的看法两极分化严重——有些观点极端地吹捧益生菌能“包治百病”,防腹泻便秘、防治高血压、降低胆固醇、增强抵抗力等等,听上去神乎其神;但此前,首医校长饶毅曾声称“全中国现在推广的益生菌无一不是假药”,在他看来现在市面上推出的益生菌多少有些“一无是处”了。
客观来讲,益生菌无用论和万能论都有些“偏激”。
益生菌,从其名字便可以看出,是一类有益于宿主健康的菌群。更详细来看,依据《益生菌于健康专家共识》中给出的定义,益生菌是指当给予一定数量时,能够给宿主带来健康益处的活的微生物。它们具有预防和改善腹泻、促进肠蠕动和营养物质吸收、调节免疫力等多种功能。
所以,饶毅校长怒踩的并非是益生菌“本身”,而是市售益生菌产品。
但近日来自多伦多大学的研究团队却颠覆性地发现,常见益生菌之一的乳杆菌能将膳食中的色氨酸代谢为吲哚,增加肿瘤相关巨噬细胞的活性,从而抑制肿瘤免疫,促进胰腺导管腺肿瘤的生长。该研究发表在Cell子刊Immunity上。
万万没想到,鼎鼎大名的益生菌乳杆菌,竟成了肿瘤的帮凶?这其中有何缘由呢?
微生物能够促进或抑制癌症,并非新闻。先前的人群试验显示,长期胰腺导管腺癌(PDAC)的幸存者中,微生物群多样性的增加,与存活率以及肿瘤微环境(TME)的免疫学特征有关。当将长期存活者的粪便微生物移植到小鼠模型中,能够减少其肿瘤的大小。
基于这些发现,研究者开始思考:在PDAC的发生过程中,是否有微生物发挥了作用?
为了回答上述问题,第一步需要探明的是:PDAC究竟是如何发生的。
通常来看,巨噬细胞属于免疫细胞的一种,参与先天性免疫和细胞免疫。但肿瘤相关的巨噬细胞(TAM)则是另一回事,先前的研究发现,肿瘤组织中浸润的巨噬细胞是PDAC免疫浸润的主要组成部分,为肿瘤生长提供了基质支持,甚至能发挥抵抗化疗的作用。
具体来说,研究者使用RNAseq比较了肿瘤内巨噬细胞和普通巨噬细胞的转录组差异后,发现:与正常巨噬细胞相比,PDAC TAM有880个基因的表达出现了增加,包括原肿瘤基因Arg1、Nos2和Cd274等。
除此之外,多组学基因富集分析(iGSEA)显示,TAM中芳香烃受体(AhR)活性明显增加,其中AhR响应基因Cyp1b1的表达也有所增加。AhR是色氨酸代谢产物的传感器,也是一种有效的免疫调节剂。
研究者定位到了在PDAC的发生过程中发挥着极为重要作用的一员大将——AhR。
AhR是TAM前肿瘤表型的关键驱动因素,具有免疫调控作用,是抑制肿瘤免疫、促进腺癌生长的关键因素。
相反,在AhR缺陷小鼠中,有416个基因的表达出现了变化,包括Arg1和Ido1的表达减少,即免疫调节转录特征下降;Il1b、Gzb和MHCII基因表达的增加,意味着更高的促炎性。此外,当TAM缺乏AhR的情况下,T细胞激活增加,小鼠的肿瘤重量和侵袭性腺癌程度均出现了下降。
由此可见,TMA缺乏AhR能够有效减少多个PDAC肿瘤模型的负担,生存曲线也显示AhR缺陷小鼠具有更好的存活情况。
定位到AhR之后,下一件更重要的是,便是找到TME中激活AhR的源头。
由于AhR是哺乳动物和细菌代谢氨基酸Trp所产生配体的受体,于是研究者重点探究了这些途径,试图从其中找到一丝端倪。
考虑到乳酸杆菌是肠道共生菌,具有通过Trp代谢产生吲哚的能力,那么乳杆菌是否会在AhR发挥作用的过程中发挥特定的作用呢?
有意思的是,研究者发现,在使用抗生素氨苄西林(Amp)的情况下,乳杆菌受到明显抑制;与此同时,小鼠体内的肿瘤重量也有所减轻。具体来说,Amp处理下,TAM中AhR反应基因(Cyp1a1、Cyp1b1和Cyp1a2)表达明显减少,即AhR转录活性受到抑制。
简而言之,使用Amp抑制乳杆菌后,有效提高了细胞中的免疫应答效果,从而抑制了肿瘤的生长。
紧接着,研究者测试了4种常见乳杆菌促肿瘤生长的作用力。结果显示,L. reuteri和L. murinus能够产生吲哚乙酸(IAA)和吲哚乳酸(ILA),这两种产物均能激活AhR,发挥促肿瘤的作用。其中,L. murinus的效果更为明显。
于是,研究者在植入PDAC肿瘤前采用L. murinus灌胃了无菌小鼠。结果不出所料,与对照组相比,灌胃L. murinus的小鼠有着更大的肿瘤,可见L. murinus促进了PDAC肿瘤的生长。深层原因在于,L. murinus的存在增加了AhR活性,甚至促进了促癌基因Arg1、Ido1和Il10的表达。
总结来说,肿瘤相关巨噬细胞的AhR活性主要依赖于吲哚,而乳杆菌能将膳食中的色氨酸代谢为吲哚。比如,常见的乳杆菌L. murinus不仅会促进肿瘤生长和抑制肿瘤免疫,甚至还会增加部分促癌基因的表达。
当然,也不必把益生菌一棒子打死。本研究是给大家提了个醒,非必要情况下不用补充益生菌。益生菌不一定等价于健康,可别聪明反被聪明误啦!
微信扫码关注该文公众号作者