【写在前面】:本期推荐的是由上海中医药大学等研究团队合作近期发表于Advanced Science(IF14.1)的一篇文章,揭示表达β- 葡萄糖醛酸酶(GUS)的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)会通过消耗肠道再生上皮干 / 祖细胞库加剧伊立替康(CPT11)诱导的肠毒性,而中药香连丸(XLP)可通过抑制罗伊氏乳杆菌增殖及其 GUS 活性、减少肠道内毒性代谢物 SN38 积累,保护肠道上皮和干细胞功能,同时与伊立替康产生协同抗肿瘤作用,为缓解化疗相关肠道毒性提供了靶向肠道菌群的新策略。
【期刊简介】
【题目及作者信息】
β-Glucuronidase-Expressing Lactobacillus reuteri Triggers Irinotecan Enterotoxicity Through Depleting the Regenerative Epithelial Stem/Progenitor Pool
背景
伊立替康(CPT11)诱导的腹泻影响 80%–90% 的癌症患者,其原因是 β- 葡萄糖醛酸酶(GUS)会将 7 - 乙基 - 10 - 羟基喜树碱葡萄糖醛酸苷(SN38G)转化为 7 - 乙基 - 10 - 羟基喜树碱(SN38)。目前尚不清楚 SN38 是否会影响肠道菌群与黏膜干细胞微环境之间的稳态。
目的
本研究旨在探究 CPT11 化疗引发肠道黏膜炎时,肠道菌群与肠道干细胞(ISCs)之间的相互作用。
方法
通过对 CPT11 处理的小鼠进行观察,分析其肠道相关病理变化;采用止泻药香连丸(Xianglian pill)进行干预治疗;对临床患者和黏膜炎模型小鼠进行微生物组图谱分析;利用偏最小二乘路径模型(PLS-PM)构建关联分析;通过 3D 肠道类器官模型验证关键细菌的作用;开展罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)定植及清除实验。
结果
表达 β- 葡萄糖醛酸酶(GUS)的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)会加剧伊立替康(CPT11)诱导的肠毒性,而中药香连丸(XLP)可通过抑制该菌增殖及其 GUS 活性、减少肠道毒性代谢物 SN38 积累,保护肠道上皮和干细胞功能,同时与 CPT11 产生协同抗肿瘤作用。
结论
选择性靶向 GUS 表达菌(尤其是罗伊氏乳杆菌),保护再生性上皮干 / 祖细胞库,可能是缓解 CPT11 诱导肠毒性的有效策略。
【前言】
该研究聚焦伊立替康(CPT11)化疗引发的肠道毒性问题,发现表达β-葡萄糖醛酸酶(GUS)的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)是关键致病因子,其通过将无活性代谢产物SN38G转化为毒性SN38,消耗肠道再生上皮干/祖细胞库,加剧肠道黏膜炎、肠屏障损伤等症状;而传统中药香连丸(XLP)可通过抑制罗伊氏乳杆菌增殖及其GUS酶活性,减少肠道内SN38蓄积,同时保护肠道干细胞(ISCs)功能、促进上皮再生和黏液分泌,有效缓解CPT11诱导的肠毒性;粪便微生物移植(FMT)实验证实XLP的保护作用依赖肠道菌群调节,且XLP与CPT11联合使用还能产生协同抗肿瘤效果,该研究为靶向肠道菌群(尤其是罗伊氏乳杆菌)治疗化疗相关肠道毒性提供了新策略。
【结果部分】
1.香连丸(XLP)可缓解伊立替康(CPT11)诱导的小鼠肠道黏膜炎,减轻体重下降、腹泻、结肠缩短等症状,降低炎症因子表达,恢复肠道紧密连接完整性,且 1.0 g・kg⁻¹ 剂量疗效更优。
2.CPT11 会导致结肠组织基因表达紊乱,抑制肠道干细胞(ISCs)及分泌谱系细胞标志物表达;XLP 可逆转部分差异基因表达,上调干细胞和杯状细胞相关基因,改善肠道上皮分化功能。
3.XLP 能促进 CPT11 损伤小鼠的杯状细胞黏液分泌(上调糖基转移酶基因),恢复肠道干细胞(Lgr5⁺细胞)活性,提升结肠类器官形成效率,保护干细胞分化功能。
4.CPT11 会破坏肠道菌群稳态,富集产 β- 葡萄糖醛酸酶(GUS)菌(尤其乳杆菌属),升高肠道 GUS 活性及 SN38 浓度;XLP 可调节菌群组成,减少产 GUS 菌,直接抑制 GUS 酶活性,降低肠道 SN38 积累。
5.移植 CPT11 处理小鼠的粪便会诱导受体小鼠出现肠道黏膜炎,而移植 XLP 处理小鼠的粪便可缓解该损伤;XLP 的肠保护作用依赖肠道菌群,抗生素清除菌群后其疗效消失。
6.临床 CPT11 化疗患者粪便中 GUS 基因及乳杆菌属丰度升高,其中罗伊氏乳杆菌(L. reuteri)是介导 CPT11 肠毒性的关键菌株,与肠道炎症正相关、与上皮再生负相关。
7.罗伊氏乳杆菌定植会加剧 CPT11 诱导的肠道黏膜炎,升高 GUS 活性及 SN38 浓度;XLP 可抑制罗伊氏乳杆菌增殖及其 GUS 活性,逆转其对肠道类器官和上皮细胞屏障的损伤。
【结论与讨论】
综上所述,伊立替康(CPT11)化疗会引发肠道菌群失调,导致表达 β- 葡萄糖醛酸酶(GUS)的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)富集,该细菌通过将无活性代谢产物 SN38G 水解为毒性 SN38,消耗肠道再生上皮干 / 祖细胞库,加剧结肠缩短、炎症浸润、肠屏障功能障碍及肠道干细胞(ISCs)损伤等肠毒性症状;而传统中药香连丸(XLP)可通过双重机制发挥保护作用,既直接抑制罗伊氏乳杆菌增殖及其 GUS 酶活性,减少肠道内 SN38 蓄积,又能恢复 CPT11 紊乱的结肠基因表达,上调 ISCs 及杯状细胞标志物(Lgr5、Klf4、Muc2 等)表达,促进黏液分泌和肠道类器官形成,修复肠上皮完整性;粪便微生物移植(FMT)实验证实 XLP 的保护作用依赖肠道菌群调节,抗生素清除菌群后其疗效消失,且罗伊氏乳杆菌定植会加重 CPT11 诱导的黏膜炎,而 XLP 可逆转这一损伤;此外,XLP 与 CPT11 联用还能产生协同抗肿瘤作用,在缓解肠毒性的同时抑制结直肠癌移植瘤生长,为靶向 “GUS 微生物 - 宿主 - 伊立替康” 轴治疗化疗相关肠道毒性提供了新策略。
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