近些年來，50歲以下人群結(jié)直腸癌的發(fā)病率有所上升，其中一個疑似原因就是人群肥胖率的增加和日常的高脂肪飲食。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Cell Reports上題為“Paired microbiome and metabolome analyses associate bile acid changes with colorectal cancer progression”的研究報告中，來自威斯康星大學(xué)麥迪遜分校等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究揭示了高脂肪飲食是如何改變機(jī)體腸道菌群以及名為膽汁酸的消化分子水平（膽汁酸能被腸道菌群所修飾），從而促使小鼠更易于患結(jié)直腸癌。

這項研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，喂食高脂肪飲食的小鼠機(jī)體中特定的腸道菌群水平往往較高，這些腸道菌群能改變膽汁酸池的組成從而引起炎癥，且會影響機(jī)體腸道干細(xì)胞的補(bǔ)充速度，膽汁酸是機(jī)體肝臟所產(chǎn)生的一種特殊分子，其能被腸道用來幫助消化食物并吸收膽固醇、脂肪和營養(yǎng)物質(zhì)。研究者Ronald Evans說道，腸道微生物的平衡受到了飲食的影響，我們揭示了腸道微生物組的改變是如何產(chǎn)生導(dǎo)致癌癥的相關(guān)問題的，這或許就為開發(fā)降低癌癥風(fēng)險的干預(yù)措施鋪平了道路。

早在2019年，研究者Evans及其同事就通過對小鼠進(jìn)行研究揭示了高脂肪飲食增強(qiáng)機(jī)體總體膽汁酸水平的分子機(jī)制，他們發(fā)現(xiàn)，膽汁酸水平的改變會關(guān)閉腸道中名為法尼類固醇 X 受體（FXR）的關(guān)鍵蛋白的功能，并會增加癌癥的發(fā)病率。然而，故事中似乎還缺少一些環(huán)節(jié)，包括高脂肪飲食是如何改變腸道微生物組和膽汁酸水平的。研究人員通過聯(lián)合研究后分析了高脂肪飲食喂食的動物消化道中的微生物組和代謝組（飲食和微生物衍生小分子的集合），他們還研究了一種攜帶特殊遺傳突變的小鼠，這種遺傳突變會促使小鼠更易于患上結(jié)直腸腫瘤。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，盡管高脂肪飲食喂食的小鼠腸道中含有更多的膽汁酸，但這些膽汁酸的種類較少，且某些膽汁酸被腸道菌群所改變的情況更為普遍，這些被修飾的膽汁酸會影響腸道中干細(xì)胞的增殖，當(dāng)這些細(xì)胞不經(jīng)常補(bǔ)充時，其就會積累突變，而這就是癌癥發(fā)生的關(guān)鍵一步，而且癌癥經(jīng)常會發(fā)生于這些干細(xì)胞。于是研究人員才剛剛開始理解這些細(xì)菌共軛的膽汁酸以及其在機(jī)體健康和疾病發(fā)生過程中的作用。高脂肪飲食小鼠機(jī)體的微生物組確實存在著非常驚人的差異，這些小鼠的消化道中的腸道菌群的多樣性較低，且所含的細(xì)菌也并沒有非高脂肪飲食小鼠機(jī)體中得多， Ileibacterium valens（I. valens）和Ruminococcus gnavus（R. gnavus）兩種細(xì)菌能夠產(chǎn)生可被修飾的膽汁酸。

高脂肪飲食或能改變機(jī)體的腸道菌群并增強(qiáng)結(jié)直腸癌患病風(fēng)險。

圖片來源：Cell Reports (2023). DOI:10.1016/j.celrep.2023.112997

研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，高脂肪飲食對微生物組和修飾的膽汁酸所產(chǎn)生的影響實際上要比增加動物機(jī)體癌癥易感性的遺傳突變更大。Ting Fu博士說道，我們已經(jīng)確定了高脂肪飲食如何影響機(jī)體腸道微生物組及重塑膽汁酸池，從而就能將腸道推向炎癥且與疾病相關(guān)的狀態(tài)。研究人員認(rèn)為，高脂肪飲食還會改變微生物組的組成，從而促進(jìn)諸如I.valens和R.gnavus的細(xì)菌生長，反過來還會增強(qiáng)修飾的膽汁酸的水平；在一個惡性循環(huán)中，這些膽汁酸還會制造出一種更具炎性的環(huán)境，從而進(jìn)一步改變腸道菌群的組成。如今研究人員已經(jīng)能夠闡明為何高脂肪飲食對機(jī)體有害，并確定了高脂肪飲食引發(fā)機(jī)體炎癥的特定微生物群，既然知道了問題所在，那么研究人員或許就能更好的知曉如何預(yù)防并逆轉(zhuǎn)這一狀況了。

未來，研究人員將會研究在動物攝入高脂肪飲食后，其機(jī)體微生物組和膽汁酸是如何迅速發(fā)生變化的，他們還計劃研究如何通過靶向作用FXR蛋白（此前發(fā)現(xiàn)與膽汁酸水平的改變相關(guān)）來逆轉(zhuǎn)高脂肪飲食對癌癥所產(chǎn)生的影響。綜上，這項研究中，研究人員進(jìn)行的多組學(xué)數(shù)據(jù)分析揭示了在疾病進(jìn)展過程中，飲食所誘導(dǎo)的微生物組和代謝組的改變，這在未來的診斷和新型療法開發(fā)中或許具有潛在的用途。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Ting Fu，Tao Huan，Gibraan Rahman, et al. Paired microbiome and metabolome analyses associate bile acid changes with colorectal cancer progression, Cell Reports (2023). DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112997