據世界衛生組織國際癌症研究機構（IARC）釋出的
2020年全球最新癌症負擔資料
。
結直腸癌
2020年預計新增193萬人，僅次於
乳腺癌
和
肺癌
。而結直腸癌的死亡人數更是僅次於
肺癌
，高居癌症死亡人數第二。
絕大多數結腸癌（85%~90%）是散發性的，這意味著它們不是由遺傳變異引起的。飲食和環境中的致癌物會改變基因在胃腸道中的表達方式，導致患上結腸息肉，並可能發展成癌症。這就是美國癌症協會建議從 45 歲開始進行結直腸癌篩查的原因。
腸道菌群
與人類健康密切相關。例如，對無菌結腸癌模型的研究表明，與常規飼養條件下的相應動物相比，腸道炎症和腫瘤預後有所改善。糞便微生物群移植成功用於治療複發性艱難梭菌感染，併為炎症性腸病、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腸癌的風險降低一半。
然而，對於這些飲食攝入如何影響腸道微生物群、宿主轉錄組學和結腸癌發病機制之間的相互作用知之甚少。
近日，美國德克薩斯農工大學健康科學中心的研究團隊在
Gut Microbes
期刊上發表了題為：Dietary spinach reshapes the gut microbiome in an Apc-mutant genetic background： mechanistic insights from integrated multi-omics 的研究論文。
該研究透過多組學技術在大鼠結腸息肉模型中發現，
食用菠菜具有顯著的抗癌效果
。宏基因組預測涉及亞油酸和丁酸代謝、三羧酸迴圈和癌症通路，這得到了轉錄組學和代謝組學分析的支援，為未來開發預防結腸癌的方法奠定了基礎。
研究團隊使用了一種稱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，會導致年輕人在結腸中出現多個非癌性增生（息肉）。大多數患有這種疾病的人必須透過手術切除結腸，並接受毒性 NSAID 治療，以防止在結腸和小腸中形成腫瘤。
在將冷凍乾燥的菠菜餵給Pirc大鼠 26 周後，研究團隊在結腸和小腸中觀察到了顯著的抗癌活性。其實早在餵食菠菜的第 8 周就發生了腫瘤抑制，在第 16 周後腫瘤得到了明顯的抑制。免疫組織化學和WB實驗顯示腫瘤中的 β-catenin 蛋白過表達不受菠菜的影響。因此，儘管存在 Apc 突變的遺傳背景，但研究團隊仍在探索除 β-catenin蛋白下調以外的抗癌機制。
接下來，研究團隊使用了多組學方法，以發現體內不同系統之間的關聯。他們首先透過宏基因組測序對正常飲食或餵食菠菜的野生型和Pirc大鼠的腸道微生物群進行了分析，發現野生型與Pirc之間沒有群落的差異，而餵食菠菜顯著增加了疣微菌等有益微生物的丰度，減少了變形菌和細小菌等有害微生物的丰度，表明飲食在塑造宿主相關微生物群的個體間變異方面比遺傳背景起主導作用。
隨後，他們使用代謝組對群落進行分析。資料顯示，菠菜攝入顯著減少了亞油酸和醚脂質代謝，三羧酸迴圈通路下調，而膜轉運蛋白、細胞運動性、訊號轉導、轉錄、碳水化合物代謝和激酶通路顯著上調。
最後，他們使用RNA-seq確定了 Pirc 結腸中顯著改變的五種通路，這些通路中的三個在結直腸腫瘤中進一步改變，即炎症反應、透過 NFκB 的 TNFα 訊號傳導和肌生成。他們驗證出了Cxcl6、Serpine1和Il-1b，Hspb8、Tpm2和Fhl1在Pirc中下調，而MYH11和Myl9 在Pirc中上調。
餵食菠菜後，他們觀察到Pirc相對於正常組織上調或下調的通路發生了逆轉。miRNA-seq顯示有115個差異表達的miRNA與腫瘤形成相關，其中，miR-215、miR-143 和 mir-145 在 Pirc 結腸腫瘤中顯著下調。餵食菠菜後，他們也觀察到了部分miRNA的上下調趨勢得到了逆轉。
將三種組學資料結合在一起，研究團隊觀察到，丁酸代謝和鈣訊號傳導顯著負相關，肽酶和癌症通路正相關；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；瘤胃球菌科和 Tcf7l1 負相關。
總之，這項工作證明了
餵食菠菜在 Apc 突變的結腸息肉大鼠模型中具有顯著的抗癌功效，確定了菠菜餵食大鼠腸道微生物組的顯著重塑，以及宿主轉錄組學和代謝組的變化，為未來開發預防結腸癌的方法奠定了基礎。
論文連結：
https：//www。tandfonline。com/doi/full/10。1080/19490976。2021。1972756
撰文 | xiao xia
編輯 | 王多魚
排版 | 水成文
作者：生物世界
