抗癌|《细胞》子刊:这菌真能抗癌!科学家发现,益生肠菌罗伊氏乳杆菌能够抑制结直肠癌进展,口服或有效丨科学大发现( 二 )



抗癌|《细胞》子刊:这菌真能抗癌!科学家发现,益生肠菌罗伊氏乳杆菌能够抑制结直肠癌进展,口服或有效丨科学大发现
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E:邻近健康组织 vs 肿瘤组织
F:健康的结直肠组织 vs 肿瘤组织
既然已经锁定目标 , 那接下来就具体来看看 , 罗伊氏乳杆菌以及罗伊氏菌素到底是如何抗癌的 。
Shah和他的同事们先是通过乳酸脱氢酶(LDH)检测 ,证实罗伊氏菌素确实能够诱导CRC细胞死亡 , 在浓度为25μM时便能发挥有效的毒性作用 。 要知道 , 健康的结直肠组织中 , 罗伊氏菌素浓度可达100μM 。
不仅如此 , 他们在更多类型的人细胞系中再次确认 ,健康的结直肠上皮细胞对罗伊氏菌素的敏感性明显低于CRC细胞 。 并且发现 , 罗伊氏菌素还能不同程度地抑制胰腺导管腺癌、淋巴癌、卵巢癌和黑色素瘤细胞的生长;而乳腺癌、宫颈癌细胞对罗伊氏菌素具有一定的抗性 。

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B:罗伊氏菌素对多种肿瘤细胞系都有抑制作用
从机制上来看 ,罗伊氏菌素是一种高度选择性的亲电试剂 , 可与半胱氨酸相互作用 , 消耗谷胱甘肽 , 这会破坏细胞内的氧化还原平衡 。
研究者们在人CRC细胞系中观察到 , 当用罗伊氏菌素处理时 , CRC细胞内的活性氧(ROS)成分会以剂量依赖的形式显著上调 。 但用罗伊氏菌素处理HeLa细胞和正常结直肠上皮细胞时 , 细胞内的ROS含量并无提升 。
进一步研究发现 , 由罗伊氏菌素引起的CRC细胞氧化应激 , 是 通过诱导蛋白质氧化、选择性抑制核糖体活性以及蛋白翻译过程 , 进而抑制CRC细胞增殖的 。

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左侧:随着CRC进展 , 肿瘤组织内罗伊氏乳杆菌以及罗伊氏菌素水平下降
右侧:罗伊氏乳杆菌以及罗伊氏菌素抑制CRC发展的机制
最后 , Shah和他的同事们 给CRC小鼠口服罗伊氏乳杆菌 , 以观察罗伊氏乳杆菌以及罗伊氏菌素在体内的抑癌疗效 。
他们通过皮下植入人CRC细胞系 , 构建了异种移植的CRC小鼠模型 。 随后将这些小鼠随机分组 ,每天分别投喂野生型罗伊氏乳杆菌以及突变型罗伊氏乳杆菌(突变型无法产生罗伊氏菌素) 。
治疗2天后 , 与投喂突变型罗伊氏乳杆菌的CRC小鼠相比 ,投喂野生型罗伊氏乳杆菌的CRC小鼠的肿瘤生长开始明显受到抑制; 肿瘤内 , 不仅罗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 , 而邻近健康组织稳态并未受到影响 。
不仅如此 , 他们还在其它CRC小鼠模型(MC38、条件性基因敲除)中也观察到同样的效果 。 在条件性基因敲除构建的CRC小鼠模型中 , 口服野生型罗伊氏乳杆菌治疗的 小鼠生存期明显延长 , 并监测到它们的CRC细胞内蛋白翻译水平下降 , 这也与体外实验中探索的机制相符 。

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A:肿瘤大小 。 B:肿瘤内罗伊氏蛋白水平 。 K:小鼠生存率 。 L:肿瘤内ROS含量 。 P:蛋白质翻译
总体来说 , Shah和他的同事们发现 , 我们肠道内的一种益生菌及其代谢物——罗伊氏乳杆菌以及罗伊氏菌素 , 能够通过消耗谷胱甘肽 , 诱导结直肠癌细胞氧化应激 , 致使蛋白质氧化、核糖体活性受损 , 从而抑制结直肠癌的发展 。
当给结直肠癌小鼠口服能够正常产生罗伊氏菌素的罗伊氏乳杆菌时 , 小鼠的病情能够得到缓解 , 肿瘤缩小、生存期延长 。