中山大学宋尔卫等研究发现，高脂饮食促进亮氨酸产生，促进癌症进展

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中山大学宋尔卫等研究发现，高脂饮食促进亮氨酸产生，促进癌症进展: I2 l% w; U" ~6 Q$ i9 y+ a
来源：医诺维 2024-05-08 10:00" u+ J7 _# G5 l5 C( p3 x+ g* {* j; {8 Q
这些结果表明，高脂饮食相关的肠道菌群释放丰富的亮氨酸，激活骨髓祖细胞中的mTORC1信号通路，促进PMN-MDSC分化，最终通过肠-骨髓-肿瘤轴促进乳腺癌进展。( z" F" m( l. Y2 o# o/ U
中山大学宋尔卫、陆勇军、胡海等人在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了一篇题为" A high-fat diet promotes cancer progression by inducing gut microbiota-mediated leucine production and PMN-MDSC differentiation "的研究论文。! c1 Q! l* z9 C8 O2 @6 F: e
该研究显示，高脂饮食相关的肠道菌群释放丰富的亮氨酸，激活骨髓祖细胞中的mTORC1信号通路，诱导多形核骨髓源性抑制细胞（PMN-MDSC）产生，从而促进癌症进展。在高脂饮食驱动的肿瘤发生过程中建立了一条“肠-骨髓-肿瘤”轴。' U% |5 R  C. f! v) x; s7 g" T
此外，脱硫弧菌在肥胖者的粪便中富集，并且与肿瘤生长、粪便亮氨酸、PMN-MDSC水平呈正相关，表明脱硫弧菌属是驱动癌症进展的关键组成部分。
) B/ Q  f) a5 y# a0 Z- z临床数据进一步验证了结果，高脂饮食相关的肠道菌群引起的外周血亮氨酸水平升高，与女性乳腺癌患者大量肿瘤PMN-MDSC浸润和不良临床结果相关。0 w+ R. |3 p" ]/ _8 A& N: r% o

0 `! ?8 u' m  y1 N8 S' `在这项研究中，研究人员首先分析了5031名乳腺癌患者数据，与BMI>24的患者相比，BMI≤24的患者总生存期、无病生存期更长。) O/ a9 U* O: R9 D
在接受化疗的乳腺癌患者中，BMI>24与较短的总生存期显著相关，表明肥胖可能会加速肿瘤进展或降低化疗的有效性，最终导致预后较差。. x* e, b6 g1 z: T. d: h9 c
对61名乳腺癌患者肠道菌群分析发现，与BMI≤24的患者相比，BMI>24的患者粪便中的脱硫弧菌属、红螺旋菌含量丰富。相反，Feacalimonas、Solobacterium和Gemella属的丰度显著降低。
' ?4 O! Q0 P9 B0 e! u& |2 H此外，脱硫弧菌的丰度与患者的肿瘤大和肿瘤生长速度呈正相关，表明肠道菌群的变化在肥胖诱发的癌症发展中至关重要。1 u4 K, @) ?. U! }* ]0 w) |
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接下来，研究人员构建了肿瘤小鼠模型，包括正常饮食（NFD）、高脂饮食（HFD）、正常饮食粪便微生物群移植（NDFMT）、高脂饮食粪便微生物群移植（HDFMT），分析了肥胖相关肠道菌群在乳腺癌进展中的作用。7 ^- c' A0 V* N2 {! g
结果发现，与NFD和NDFMT相比，HFD和HDFMT均显著加速了小鼠乳腺肿瘤进展，表明肿瘤生长加速率归因于肥胖和高脂饮食引起的肠道菌群变化。! H, j0 ~$ R( q2 m
当研究人员用抗生素喂养高脂饮食小鼠以消除肠道菌群后，发现抗生素喂养降低了高脂饮食促进的肿瘤生长，抗生素喂养HDFMT小鼠，也降低了肿瘤生长。' i+ I) o, {8 e( ?: o8 u
此外，研究人员还分析了黑色素瘤模型小鼠，结果与乳腺癌小鼠模型一致。这些结果表明，高脂饮食通过肠道菌群失调，从而促进肿瘤进展。
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进一步分析发现，高脂饮食相关的肠道菌群释放丰富的亮氨酸，从而增加血清亮氨酸水平，激活骨髓祖细胞中的mTORC1信号通路，促进多形核骨髓源性抑制细胞（PMN-MDSC）分化，从而促进癌症进展。
* g* i2 ?' n+ `% |研究人员用亮氨酸对小鼠模型进行灌胃发现，显著促进了乳腺肿瘤进展，增加了肿瘤浸润和循环PMN-MDSC水平。在黑色素瘤小鼠模型中观察到了类似的结果。
, X6 W9 Q. U# Q" w研究人员还发现，脱硫弧菌在肥胖者的粪便中富集，并且与肿瘤生长、粪便亮氨酸、PMN-MDSC水平呈正相关，表明脱硫弧菌属是驱动癌症进展的关键组成部分。/ {  U* U9 A8 S" H4 H
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最后，研究人员分析了181名乳腺癌患者数据，发现乳腺癌患者的血清亮氨酸与BMI和肿瘤生长速度呈正相关。值得注意的是，与良性肿瘤携带者相比，乳腺癌患者的血清亮氨酸水平显著更高。较低的血清亮氨酸水平与较长的无病生存期、较低的复发相关。( |( X. P) T: k$ H7 H  [; E: W% o
综上，这些结果表明，高脂饮食相关的肠道菌群释放丰富的亮氨酸，激活骨髓祖细胞中的mTORC1信号通路，促进PMN-MDSC分化，最终通过肠-骨髓-肿瘤轴促进乳腺癌进展。
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