據(jù)世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu) （IARC） 發(fā)布的 2020年全球最新癌癥負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù) 。結(jié)直腸癌2020年預(yù)計(jì)新增193萬(wàn)人，僅次于乳腺癌和肺癌。而結(jié)直腸癌的死亡人數(shù)更是僅次于肺癌，高居癌癥死亡人數(shù)第二。
絕大多數(shù)結(jié)腸癌 （85%-90%） 是散發(fā)性的，這意味著它們不是由遺傳變異引起的。飲食和環(huán)境中的致癌物會(huì)改變基因在胃腸道中的表達(dá)方式，導(dǎo)致患上結(jié)腸息肉，并可能發(fā)展成癌癥。這就是美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)建議從 45 歲開(kāi)始進(jìn)行結(jié)直腸癌篩查的原因。
腸道菌群 與人類(lèi)健康密切相關(guān)。例如，對(duì)無(wú)菌結(jié)腸癌模型的研究表明，與常規(guī)飼養(yǎng)條件下的相應(yīng)動(dòng)物相比，腸道炎癥和腫瘤預(yù)后有所改善。糞便微生物群移植成功用于治療復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染，并為炎癥性腸病、功能性胃腸疾病和肥胖的患者臨床益處。先前的研究表明，食用綠色蔬菜和纖維可將患結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)降低一半。然而，對(duì)于這些飲食攝入如何影響腸道微生物群、宿主轉(zhuǎn)錄組學(xué)和結(jié)腸癌發(fā)病機(jī)制之間的相互作用知之甚少。近日，美國(guó)德克薩斯農(nóng)工大學(xué)健康科學(xué)中心的研究團(tuán)隊(duì)在 Gut Microbes 期刊上發(fā)表了題為： Dietary spinach reshapes the gut microbiome in an Apc-mutant genetic background: mechanistic insights from integrated multi-omics 的研究論文。該研究通過(guò)多組學(xué)技術(shù)在大鼠結(jié)腸息肉模型中發(fā)現(xiàn)， 食用菠菜具有顯著的抗癌效果 。宏基因組預(yù)測(cè)涉及亞油酸和丁酸代謝、三羧酸循環(huán)和癌癥通路，這得到了轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)分析的支持，為未來(lái)開(kāi)發(fā)預(yù)防結(jié)腸癌的方法奠定了基礎(chǔ)。研究團(tuán)隊(duì)使用了一種稱(chēng)為家族性腺瘤性息肉病的遺傳性疾病模型Pirc，這是一種遺傳性疾病，會(huì)導(dǎo)致年輕人在結(jié)腸中出現(xiàn)多個(gè)非癌性增生 （息肉） 。大多數(shù)患有這種疾病的人必須通過(guò)手術(shù)切除結(jié)腸，并接受毒性 NSAID 治療，以防止在結(jié)腸和小腸中形成腫瘤。在將冷凍干燥的菠菜喂給Pirc大鼠 26 周后，研究團(tuán)隊(duì)在結(jié)腸和小腸中觀察到了顯著的抗癌活性。其實(shí)早在喂食菠菜的第 8 周就發(fā)生了腫瘤抑制，在第 16 周后腫瘤得到了明顯的抑制。免疫組織化學(xué)和WB實(shí)驗(yàn)顯示腫瘤中的 β-catenin 蛋白過(guò)表達(dá)不受菠菜的影響。因此，盡管存在 Apc 突變的遺傳背景，但研究團(tuán)隊(duì)仍在探索除 β-catenin蛋白下調(diào)以外的抗癌機(jī)制。接下來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)使用了多組學(xué)方法，以發(fā)現(xiàn)體內(nèi)不同系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)。他們首先通過(guò)宏基因組測(cè)序?qū)φｏ嬍郴蛭故巢げ说囊吧秃蚉irc大鼠的腸道微生物群進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)野生型與Pirc之間沒(méi)有群落的差異，而喂食菠菜顯著增加了疣微菌等有益微生物的豐度，減少了變形菌和細(xì)小菌等有害微生物的豐度，表明飲食在塑造宿主相關(guān)微生物群的個(gè)體間變異方面比遺傳背景起主導(dǎo)作用。隨后，他們使用代謝組對(duì)群落進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)顯示，菠菜攝入顯著減少了亞油酸和醚脂質(zhì)代謝，三羧酸循環(huán)通路下調(diào)，而膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄、碳水化合物代謝和激酶通路顯著上調(diào)。最后，他們使用RNA-seq確定了 Pirc 結(jié)腸中顯著改變的五種通路，這些通路中的三個(gè)在結(jié)直腸腫瘤中進(jìn)一步改變，即炎癥反應(yīng)、通過(guò) NFκB 的 TNFα 信號(hào)傳導(dǎo)和肌生成。他們驗(yàn)證出了Cxcl6、Serpine1和Il-1b，Hspb8、Tpm2和Fhl1在Pirc中下調(diào)，而MYH11和Myl9 在Pirc中上調(diào)。
喂食菠菜后，他們觀察到 Pirc 相對(duì)于正常組織上調(diào)或下調(diào)的通路發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。miRNA-seq顯示有 115 個(gè)差異表達(dá)的 miRNA 與腫瘤形成相關(guān)，其中，miR-215、miR-143 和 mir-145 在 Pirc 結(jié)腸腫瘤中顯著下調(diào)。喂食菠菜后，他們也觀察到了部分miRNA的上下調(diào)趨勢(shì)得到了逆轉(zhuǎn)。將三種組學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，研究團(tuán)隊(duì)觀察到，丁酸代謝和鈣信號(hào)傳導(dǎo)顯著負(fù)相關(guān)，肽酶和癌癥通路正相關(guān)；毛螺菌科和Slc30a10，擬桿菌目、瘤胃球菌科和Plcd1以及瘤胃球菌科和絲氨酸蛋白酶抑制劑正相關(guān)；瘤胃球菌科和 Tcf7l1 負(fù)相關(guān)。總之，這項(xiàng)工作證明了喂食菠菜在 Apc 突變的結(jié)腸息肉大鼠模型中具有顯著的抗癌功效，確定了菠菜喂食大鼠腸道微生物組的顯著重塑，以及宿主轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組的變化，為未來(lái)開(kāi)發(fā)預(yù)防結(jié)腸癌的方法奠定了基礎(chǔ)。
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2021.1972756
