肠道丙酸激活肿瘤细胞的缺氧反应和TGF-β信号通路，加速胶质瘤进展

yinfuhua

高盐饮食养出“促癌菌”！J Exp Med：肠道丙酸激活肿瘤细胞的缺氧反应和TGF-β信号通路，加速胶质瘤进展+ j' l5 a* u2 g8 C# o: q& i
来源：生物谷原创 2025-06-16 12:25
( {2 b, K# t/ j1 e本研究发现高盐饮食可通过改变肠道菌群，使肠道丙酸水平升高，进而激活HIF-1α/TGF-β信号通路，促进胶质瘤进展，揭示了高盐饮食、肠道菌群与胶质瘤进展间的关联。  k6 {* d: v1 i- F1 e$ p* o
在快节奏生活中，高盐饮食因其便捷和独特风味成为许多人的选择，从早餐的培根三明治到深夜的咸香零食，过量盐分摄入早已渗透日常。然而，这一饮食习惯可能在不知不觉中埋下健康隐患。2 Z# w/ Z, b3 X, r
近日，J Exp Med发表的一项来自韩国科学技术院（KAIST）的研究Gut dysbiosis from high-salt diet promotes glioma via propionate-mediated TGF-β activation揭示了一个令人警惕的机制：高盐饮食通过重塑肠道菌群，促进短链脂肪酸丙酸的生成，进而激活肿瘤细胞的缺氧反应和TGF-β信号通路，加速胶质瘤的进展。这一发现为理解饮食与癌症的关系提供了新视角，也为胶质瘤的预防和治疗开辟了潜在方向。
* J$ s" ?5 y: d+ W5 w" ] . d$ w  o4 I6 k3 B1 h
一、高盐饮食重塑肠道菌群：丙酸成为关键“信使”* a0 Q& w  K4 G
研究团队首先通过小鼠模型发现，持续4周的高盐饮食（HSD）显著缩短了胶质瘤小鼠的生存期，并增加了肿瘤体积。有趣的是，当使用抗生素清除肠道菌群或进行粪便菌群移植（FMT）实验时，高盐饮食的促癌作用被完全逆转——这表明肠道菌群是高盐饮食与胶质瘤之间的核心纽带。% R+ e9 ~  f/ {' M/ ?+ L1 O" ]
进一步的微生物组分析显示，高盐饮食导致肠道中拟杆菌属（Bacteroides）尤其是vulgatus菌株的丰度显著升高。这类细菌通过琥珀酸代谢途径产生更多丙酸（propionate），一种短链脂肪酸。在高盐饮食小鼠的盲肠组织中，丙酸水平较正常饮食组显著升高，而其他短链脂肪酸（如乙酸、丁酸）则无变化。值得注意的是，即使在无菌小鼠中移植高盐饮食小鼠的菌群，也能观察到丙酸水平升高和肿瘤进展加速，证实了“高盐-菌群-丙酸”轴的独立性。
& ]0 h1 ]. k8 H/ d# b0 D * \) ~# S8 w) P7 R/ F
图 1. 高盐饮食通过改变肠道微生物群恶化小鼠胶质瘤# Y, J* c! J$ V" i
" G; ^; A3 v$ p0 I3 J
图 2. 高盐饮食改变肠道微生物群，导致肠道丙酸水平升高
3 Z2 _1 `: e) c二、丙酸如何“助纣为虐”？缺氧与TGF-β的双重驱动
: j9 q! v7 F0 [7 }, [8 N" t为探究丙酸的直接作用，研究人员通过饮水补充丙酸，发现其可独立加速小鼠胶质瘤进展，且与免疫细胞无关。单细胞RNA测序（scRNA-seq）揭示，丙酸处理的肿瘤细胞中，缺氧相关基因（如HIF-1α、GLUT1、VEGFA）和TGF-β信号通路基因显著上调。值得关注的是，丙酸甚至能在正常氧条件下激活肿瘤细胞的缺氧反应——通过促进HIF-1α蛋白核转位，诱导缺氧标志物GLUT1和BNIP3的表达，而这一过程不依赖于肿瘤微环境的实际缺氧状态。
% C' X7 I9 m5 P9 O2 v) B+ O5 D# G
6 i* q* f. i" H: I0 |图 3. 丙酸补充通过诱导胶质瘤细胞缺氧相关转录变化促进胶质瘤进展
, t7 X) V* F- M! `' m+ F( I机制研究表明，丙酸通过HIF-1α依赖的方式促进TGF-β1的分泌。阻断TGF-β信号（使用TGFβRI抑制剂）可显著逆转丙酸诱导的肿瘤侵袭和COL1A1（I型胶原蛋白）表达，而COL1A1的高表达与胶质瘤细胞的迁移能力增强和患者预后不良密切相关。在人类胶质母细胞瘤（GBM）样本中，COL1A1高表达的肿瘤细胞同样富集缺氧和TGF-β信号特征，提示这一机制在人类中的保守性。
1 K, X* q5 O$ O" K" H! U/ N三、从实验模型到临床启示：饮食干预的潜在价值# {% q& y/ \8 j0 ]+ C' F3 N6 u
这项研究构建了一条清晰的致病链条：高盐饮食→肠道拟杆菌属富集→丙酸生成增加→肿瘤细胞HIF-1α/TGF-β通路激活→肿瘤侵袭与进展。值得注意的是，研究中使用的高盐饮食剂量相当于人类每日摄入3520毫克钠，与全球平均钠摄入量（约4310毫克/天）接近，提示其结果对现代人群具有直接参考意义。
' m; P# V$ v1 _" m  B尽管目前尚需更多临床数据验证，但该研究为胶质瘤的预防提供了新方向。例如，通过调控肠道菌群减少丙酸生成（如抑制拟杆菌属过度增殖），或靶向HIF-1α/TGF-β通路阻断肿瘤进展，可能成为潜在的干预策略。对于普通人群而言，减少加工食品和高盐调料的摄入，维持肠道菌群平衡，或许是降低癌症风险的简单可行之道。' V! n' y9 u' |' ?3 T/ ^3 P/ S: ~5 \
小结
) W2 O7 J7 `0 [% S5 Y从肠道到大脑，这项研究揭示了饮食通过微生物组影响远端器官的惊人能力。高盐饮食不再仅仅是心血管疾病的危险因素，其对癌症的潜在推动作用值得警惕。正如研究通讯作者Heung Kyu Lee所言，“我们的日常饮食不仅滋养身体，也在塑造肠道微生物的‘生态’，而这一生态可能通过意想不到的方式影响健康。”9 X% N# p! A4 O! s0 d  e
在精准医疗时代，理解饮食-菌群-疾病的互作机制，将为疾病预防和治疗提供更全面的视角。或许，下次选择零食时，少一点盐分，就是对肠道菌群和整体健康的一份关爱。（生物谷Bioon.com）
+ e# C4 D" y, U& P参考文献：
/ r" [% o4 G  `9 z9 ?Kim CW, Kim HJ, Kang I, et al. Gut dysbiosis from high-salt diet promotes glioma via propionate-mediated TGF-β activation. J Exp Med. 2025;222(8):e20241135. doi:10.1084/jem.202411355 i) F7 h& X+ V: H1 i
. q5 H3 u8 m5 K4 G$ {3 J