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科學家首次揭示蔬菜中的化學分子能阻止結腸癌產生
來源:生物谷    發布者:ailsa   日期:2018-08-24   今日/總瀏覽:31/15567

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在一項新的研究中,來自英國弗朗西斯克里克研究所的研究人員發現羽衣甘藍、卷心菜和西蘭花等蔬菜產生的化學物可能有助于維持健康的腸道和阻止結腸癌產生。相關研究結果發表在2018年8月21日的Immunity期刊上,論文標題為“The Environmental Sensor AHR Protects from Inflammatory Damage by Maintaining Intestinal Stem Cell Homeostasis and Barrier Integrity”。

這項研究證實吃富含吲哚-3-甲醇(indole-3-carbinol, I3C)的食物的小鼠免受腸道炎癥和結腸癌。當我們攝入蕓苔屬(Brassica genus)植物時,I3C也會產生。

盡管蔬菜的健康益處已確立,但其背后的許多機制仍然是未知的。這項研究提供了首個具體的證據來證實飲食中的I3C如何能夠通過激活一種叫做芳烴受體(aryl hydrocarbon receptor, AhR)的蛋白來阻止結腸炎癥和癌癥產生。

腸道反應

AhR充當著一種環境傳感器的作用,將信號傳遞到腸壁中的免疫細胞和上皮細胞,從而保護我們不會對生活在腸道中的數萬億個細菌產生炎癥反應。

作為論文第一作者,弗朗西斯克里克研究所的Amina Metidji博士解釋道,“我們研究了經過基因修飾后不能在腸道中產生或激活AhR的小鼠,結果發現它們很容易產生進展到結腸癌的腸道炎癥。然而,當我們給它們喂食富含I3C的飲食時,它們沒有產生腸道炎癥,也沒有患上結腸癌。有趣的是,當已患上結腸癌的小鼠改用富含I3C的飲食時,它們最終也具有明顯減少的腫瘤,而且所產生的腫瘤也是更為良性的。”

通過研究小鼠和小鼠腸道類器官(gut organoid)---由干細胞制成的“迷你腸道(mini gut)” ,這些研究人員發現AhR對修復受損的上皮細胞是至關重要的。如果缺乏AhR的話,那么腸道干細胞不能分化成吸收營養物或產生保護性粘液的特化上皮細胞。相反,它們不受控制地分裂,這最終能夠導致結腸癌產生。

阻止結腸癌產生

論文共同通信作者、弗朗西斯克里克研究所小組負責人Brigitta Stockinger博士說,“觀察到飲食對腸道炎癥和結腸癌的深遠影響是非常引人關注的。我們經常認為結腸癌是一種由富含脂肪和蔬菜含量較低的西方飲食促進的疾病,而且我們的研究結果提出這種觀察結果背后的機制。許多蔬菜都會產生讓腸道中的AhR激活的化學物質。我們發現飲食中激活AhR的化學物能夠校正由AhR刺激不足引起的缺陷。這能夠恢復腸道上皮細胞分化,提供對腸道感染的抵抗力,并阻止結腸癌產生。”

“這些發現讓人有理由感到樂觀:盡管我們不能改變增加我們患上結腸癌風險的遺傳因素,但我們很可能通過攝入含有大量蔬菜的適當飲食來減輕這些風險。”

除了校正發生變化的AhR依賴性基因表達外,飲食中的I3C對具有正常AhR表達的未經過基因修飾的小鼠也產生令人吃驚的效果。盡管接受標準食物或富含I3C的食物喂養的正常小鼠在這項研究期間沒有產生腫瘤,但是那些接受“純化的對照飲食(purified control diet)”喂養的小鼠卻產生腫瘤了。

“最佳”飲食?

實驗室小鼠通常接受標準的基于谷物的“食物”(下稱標準食物)喂食,其中這種食物含有營養成分和配料。對飲食研究而言,它們接受“純化的對照飲食”喂養,這樣這些研究人員就能確切知道富含I3C的食物中存在著什么。這些食物旨在精確滿足動物的營養需求,同時不含過敏原、病原體或標準食物中的可變成分。

純化的對照飲食含有碳水化合物、蛋白、脂肪和纖維,同時富含維生素和礦物質。然而,這項最新的研究表明,與標準食物或富含I3C的飲食相比,這種純化的對照飲食中含有更少的激活AhR的化學物質。

論文共同通信作者、之前在弗朗西斯克里克研究所開展研究工作如今在英國倫敦帝國學院任職的Chris Schiering博士解釋道,“接受純化的對照飲食喂養的正常小鼠在10周內產生了結腸瘤,然而接受標準食物喂養的小鼠沒有產生任何結腸瘤。這提示著即使沒有遺傳風險因素,缺乏植物性物質的飲食也會導致結腸癌。”

從小鼠到人類

為了跟進這些令人吃驚的發現,這些研究人員如今希望在利用人體腸道活組織構建出的類器官中開展進一步的實驗,并且最終在人體中開展臨床試驗。

Stockinger解釋道,“許多流行病學研究指出蔬菜可能預防癌癥。然而,至于哪些蔬菜是最有益的或者為何是最有益的,這方面的文獻是非常少的。如今,我們在小鼠身上證實了這方面的機制基礎,我們將在人細胞和人體中研究這些影響。當然,多吃蔬菜肯定沒什么害處!”

英國癌癥研究中心飲食和癌癥方面的專家Tim Key教授說,“這項針對小鼠的研究表明不僅僅是西蘭花和卷心菜等蔬菜中含有的纖維有助于降低腸癌的風險,而且在這些蔬菜中發現的化學分子也有助于降低這種風險。這就更進一步證實富含蔬菜的健康飲食是比較重要的。進一步的研究將有助于發現這些蔬菜中的這些化學分子是否對人有相同的效果,不過與此同時,多吃蔬菜已有很多比較好的理由。”

參考資料:Amina Metidji, Sara Omenetti, Stefania Crotta et al. The Environmental Sensor AHR Protects from Inflammatory Damage by Maintaining Intestinal Stem Cell Homeostasis and Barrier Integrity. Immunity, 21 August 2018, 49(2):353-362, doi:10.1016/j.immuni.2018.07.010.

原標題:Immunity:多吃蔬菜有益!首次揭示蔬菜中的化學分子阻止結腸癌產生機制

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