【封面文章】暨南大學李宏業:猴頭菌蛋白通過調節腸道菌群輔助抗腫瘤作用研究

2021-01-17 食品加 智食科技

Journal of Food Science (IF: 2.081) 

編譯|劉美宏

研究背景

結直腸癌是最常見的惡性腫瘤之一，與年齡和生活習慣密切相關，飲食風險因素包括紅肉、加工肉類以及酒精，另一個風險因素是炎症性腸病，包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎。致癌細菌、腸道微生物的代謝產物和慢性炎症反應已被確定為促進癌症發生和發展的因素之一。


腸道微生物群可調節化學和免疫治療藥物的功效和/或毒性來影響其抗癌效果。而抗癌藥物本身同樣顯著影響微生物群組成，從而破壞體內平衡並加劇患者的不適。本文目的是評價猴頭菇（Hericium erinaceus）真菌蛋白(HEP)與化療藥物5-氟尿嘧啶（5-Fu）共同使用的輔助抗腫瘤作用，以確定微生物群在介導化療和免疫治療中的作用，改善患者治療效果或至少提高抗癌治療期間的生活質量。


研究方法

猴頭菇蛋白經鑑定後大量分離提取備用，使用4周齡雄性Balb/C小鼠，分組及幹預方式如下表所示，試驗結束檢測動物與腫瘤相關的炎症指標IL-1β、IL-2、IL-6、幹擾素（IFN）-γ和TNF-α，觀察小腸和腫瘤樣本病理學情況，分析腸道菌群變化並檢測相關基因和蛋白的表達水平。

研究結果

猴頭菇蛋白提取物中共鑑定出1455種蛋白，在異種移植的小鼠腫瘤模型中，含5-Fu的HEP幹預顯著抑制腫瘤生長，抑制炎症標記物如IL-1β、IL-2、IL-6、IFN-γ、TNF-α和脂多糖（LPS）水平，並調節Akt、CCDN1、CKD4、FOXM1、MMP7、MYC、PPAR-α以及PPAR-γ的表達。16S rRNA測序結果表明，HEP能改善異種移植小鼠中5-Fu引起的細菌失調，抑制某些需氧菌和微需氧菌，包括對副擬桿菌屬Parabacteroides、黃桿菌科Flavobacteriaceae、克裡斯滕森菌科Christensenellaceae、厭氧芽孢桿菌屬Anoxybacillus、「A」凝聚桿菌屬Aggregatibacter、叢毛單胞菌科Comamonadaceae、動性球菌科Planococcaceae、Desulfovibrionaceae脫硫弧菌科、球菌屬Sporosarcina、葡萄球菌屬Staphylococcus、氣球菌科Aerococcaceae 和嗜膽菌屬Bilophila，同時增加一些益生菌，如雙歧桿菌Bifidobacterium、孿生菌目gemellales、布勞特氏菌屬Blautia、薩特氏菌屬Sutterella、丁酸弧菌Anaerostipes、羅斯氏菌Roseburia、毛形桿菌屬Lachnobacterium、乳桿菌屬Lactobacillus和脫硫弧菌屬Desulfovibrio。

研究結論

本研究發現腸道菌群可影響5-Fu的功效，HEP可以改善腸道菌群結構，從而調節免疫炎症反應，促進化療藥物的吸收。應將腸道菌群作為靶標，以提高當前化療藥物的功效並降低毒性，益生菌、益生元、合生元、抗生素和飲食的合理使用可以提高化療藥物的療效並減少毒性負擔。


Dongdong Wang, Xiangxiang Zhu, Xiaocui Tang, Hongye Li*, Xie Yizhen, Diling Chen*. Auxiliary antitumor effects of fungal proteins from Hericium erinaceus by target on the gut microbiota. Journal of Food Science. 2020, 85(6), 1872-1890.

DOI: 10.1111/1750-3841.15134

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1750-3841.15134


李宏業，暨南大學生命科學技術學院生物工程學系，教授，主要研究方向為以微藻及微生物為研究對象，圍繞微藻生物活性物質開展代謝機理的系列研究，包括功能基因組學及基因表達調控、高附加值生物活性物質及生物毒素的合成途徑、基於代謝工程及生物製造推動資源高值化利用。近5年作為通訊作者及第一單位，在Science子刊Science Advances、Metabolic Engineering、Environmental Microbiology、Biotechnology for Biofuels、Marine Biotechnology 等重要SCI期刊發表論文30餘篇，其中SCI一區及二區期刊各12篇；獲授權專利5件；研究成果產生了廣泛影響，多篇論文被 ScienceDirect 等評為高閱讀量文章，併入選 ESI 高被引論文。在主要國內外學術會議上做了多次主題報告及部分分會場主持。主持成果獲教育部高等學校科學研究優秀成果獎自然科學獎二等獎、廣東省第四屆南粵科技創新優秀學術論文一等獎等獎項。


陳地靈，廣東省微生物研究所，助理研究員，從事食藥用菌對腸道微生物的調節功能及其在抗衰老、抗腫瘤方面的應用基礎研究。


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