抗癌|《細胞》子刊:這菌真能抗癌!科學家發現,益生腸菌羅伊氏乳桿菌能夠抑制結直腸癌進展,口服或有效丨科學大發現( 二 )



抗癌|《細胞》子刊:這菌真能抗癌!科學家發現,益生腸菌羅伊氏乳桿菌能夠抑制結直腸癌進展,口服或有效丨科學大發現
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E:鄰近健康組織 vs 腫瘤組織
F:健康的結直腸組織 vs 腫瘤組織
既然已經鎖定目標 , 那接下來就具體來看看 , 羅伊氏乳桿菌以及羅伊氏菌素到底是如何抗癌的 。
Shah和他的同事們先是通過乳酸脫氫酶(LDH)檢測 ,證實羅伊氏菌素確實能夠誘導CRC細胞死亡 , 在濃度為25μM時便能發揮有效的毒性作用 。 要知道 , 健康的結直腸組織中 , 羅伊氏菌素濃度可達100μM 。
不僅如此 , 他們在更多類型的人細胞系中再次確認 ,健康的結直腸上皮細胞對羅伊氏菌素的敏感性明顯低于CRC細胞 。 并且發現 , 羅伊氏菌素還能不同程度地抑制胰腺導管腺癌、淋巴癌、卵巢癌和黑色素瘤細胞的生長;而乳腺癌、宮頸癌細胞對羅伊氏菌素具有一定的抗性 。

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B:羅伊氏菌素對多種腫瘤細胞系都有抑制作用
從機制上來看 ,羅伊氏菌素是一種高度選擇性的親電試劑 , 可與半胱氨酸相互作用 , 消耗谷胱甘肽 , 這會破壞細胞內的氧化還原平衡 。
研究者們在人CRC細胞系中觀察到 , 當用羅伊氏菌素處理時 , CRC細胞內的活性氧(ROS)成分會以劑量依賴的形式顯著上調 。 但用羅伊氏菌素處理HeLa細胞和正常結直腸上皮細胞時 , 細胞內的ROS含量并無提升 。
進一步研究發現 , 由羅伊氏菌素引起的CRC細胞氧化應激 , 是 通過誘導蛋白質氧化、選擇性抑制核糖體活性以及蛋白翻譯過程 , 進而抑制CRC細胞增殖的 。

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左側:隨著CRC進展 , 腫瘤組織內羅伊氏乳桿菌以及羅伊氏菌素水平下降
右側:羅伊氏乳桿菌以及羅伊氏菌素抑制CRC發展的機制
最后 , Shah和他的同事們 給CRC小鼠口服羅伊氏乳桿菌 , 以觀察羅伊氏乳桿菌以及羅伊氏菌素在體內的抑癌療效 。
他們通過皮下植入人CRC細胞系 , 構建了異種移植的CRC小鼠模型 。 隨后將這些小鼠隨機分組 ,每天分別投喂野生型羅伊氏乳桿菌以及突變型羅伊氏乳桿菌(突變型無法產生羅伊氏菌素) 。
治療2天后 , 與投喂突變型羅伊氏乳桿菌的CRC小鼠相比 ,投喂野生型羅伊氏乳桿菌的CRC小鼠的腫瘤生長開始明顯受到抑制; 腫瘤內 , 不僅羅伊氏菌素水平得到提升 , 促凋亡因子cCaspase3、ROS的含量也都大大增加 , 而鄰近健康組織穩態并未受到影響 。
不僅如此 , 他們還在其它CRC小鼠模型(MC38、條件性基因敲除)中也觀察到同樣的效果 。 在條件性基因敲除構建的CRC小鼠模型中 , 口服野生型羅伊氏乳桿菌治療的 小鼠生存期明顯延長 , 并監測到它們的CRC細胞內蛋白翻譯水平下降 , 這也與體外實驗中探索的機制相符 。

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A:腫瘤大小 。 B:腫瘤內羅伊氏蛋白水平 。 K:小鼠生存率 。 L:腫瘤內ROS含量 。 P:蛋白質翻譯
總體來說 , Shah和他的同事們發現 , 我們腸道內的一種益生菌及其代謝物——羅伊氏乳桿菌以及羅伊氏菌素 , 能夠通過消耗谷胱甘肽 , 誘導結直腸癌細胞氧化應激 , 致使蛋白質氧化、核糖體活性受損 , 從而抑制結直腸癌的發展 。
當給結直腸癌小鼠口服能夠正常產生羅伊氏菌素的羅伊氏乳桿菌時 , 小鼠的病情能夠得到緩解 , 腫瘤縮小、生存期延長 。