不是活菌才抗癌!短双歧杆菌的“囊泡武器”,让肠癌细胞乖乖凋亡
不是活菌才抗癌!短双歧杆菌的“囊泡武器”,让肠癌细胞乖乖凋亡
结直肠癌是全球第二大癌症死亡原因,严重威胁着人类的生命健康。而我们肠道中常见的短双歧杆菌,竟藏着对抗结直肠癌的秘密武器。中山大学谢智勇团队的最新研究,发表在Journal of Nanobiotechnology期刊上,首次揭开了短双歧杆菌通过分泌的纳米级细胞外囊泡精准抑制结直肠癌的神秘面纱,为结直肠癌治疗带来了全新的思路和希望。
益生菌抗癌,关键不在活菌本身
提到益生菌,大家都知道它能调节肠道菌群平衡,对肠道健康有益,此前也有研究发现短双歧杆菌在动物模型中具有抗肿瘤作用,但具体的作用机制一直是个谜。很多人会误以为是短双歧杆菌活菌直接发挥了抗癌作用,而这次的研究彻底颠覆了这一认知。
研究团队通过实验发现,短双歧杆菌的抗肿瘤效果并非依赖活菌本身,而是源于其分泌的细胞外囊泡(EVs),一种纳米级的膜结构小泡,就像短双歧杆菌派出的“纳米快递员”,能在细胞间传递生物活性物质。实验中,活菌短双歧杆菌和其不含活菌的上清液(含细胞外囊泡)能显著抑制小鼠体内结直肠肿瘤的生长,可一旦通过热灭活杀死活菌,或是用药物抑制细胞外囊泡的释放,这种抗肿瘤效果就完全消失了。这一结果明确证实,细胞外囊泡才是短双歧杆菌发挥抗癌作用的核心介质。
更神奇的是,这些“纳米快递员”还能实现精准定位,它们会选择性地蓄积在肿瘤组织中,直接作用于肿瘤细胞,却对正常的结肠上皮细胞没有毒性,这为后续的精准治疗奠定了重要基础。
秘密武器核心:pflB蛋白的双重抗癌绝技
短双歧杆菌的细胞外囊泡之所以能抗癌,关键在于它携带了一款“核心活性蛋白”——甲酸乙酰转移酶(pflB)。研究团队通过蛋白质谱分析,从细胞外囊泡中鉴定出pflB蛋白是发挥抑瘤作用的关键成分,一旦对该蛋白进行处理使其失活,细胞外囊泡的抗癌效果也会随之消失。这款pflB蛋白堪称“抗癌多面手”,拥有直接诱导肿瘤细胞凋亡和激活机体免疫的双重绝技,从内到外对结直肠癌细胞展开攻击。
绝技一:直击线粒体,诱导癌细胞“自我凋亡”
细胞的线粒体就像“能量工厂”,维持着细胞的正常生命活动,而pflB蛋白能精准瞄准结直肠癌细胞的线粒体凋亡通路,让癌细胞失去能量支撑并启动“自我毁灭程序”。它会通过上调BAX、BID、APAF1等促凋亡基因的表达,同时下调Bcl-2这种抑凋亡基因的表达,打破癌细胞的凋亡平衡,最终触发癌细胞的线粒体内源性凋亡。简单来说,就是让癌细胞“断供”后自然死亡,且这一过程不会影响正常细胞的线粒体功能,安全性极高。
绝技二:激活免疫部队,重塑抗肿瘤微环境
除了直接攻击癌细胞,pflB蛋白还能唤醒机体的免疫防线,让免疫细胞成为抗癌的“主力军”。研究发现,pflB蛋白能显著上调肿瘤组织中颗粒酶、穿孔素1 等与细胞毒性T细胞(CTL)、自然杀伤细胞(NK)相关的基因表达,激活这些重要的免疫杀伤细胞。
激活后的CTL和NK细胞会大量浸润到肿瘤组织中,就像训练有素的“免疫部队”,精准识别并杀伤结直肠癌细胞。同时,短双歧杆菌的细胞外囊泡还能改善结直肠癌小鼠的肠道菌群结构,恢复肠道菌群多样性,富集双歧杆菌、乳杆菌等有益菌,减少致病菌的数量,从整体上重塑有利于抗肿瘤的肠道微生态和肿瘤免疫微环境,让癌细胞失去生存的“温床”。
联合治疗显威力,攻克免疫治疗耐药难题
在结直肠癌的临床治疗中,PD1抗体这类免疫检查点抑制剂是常用的治疗手段,但部分患者会出现免疫治疗耐药,导致治疗效果不佳。而这次的研究发现,pflB蛋白与PD1抗体联用,能产生显著的协同抗癌效果,为攻克耐药问题提供了新方法。
在小鼠模型实验中,pflB蛋白联合PD1抗体的治疗组,肿瘤抑制效果远优于单独使用pflB蛋白或PD1抗体的组别,且没有引起小鼠体重下降等明显的副作用。免疫分析显示,联合治疗能进一步增加肿瘤组织中CTL细胞和NK细胞的浸润比例,增强这些免疫细胞的效应分子表达,让原本对免疫治疗不敏感的“冷肿瘤” 变成对免疫治疗敏感的“热肿瘤”,有效克服了免疫治疗耐药,大幅提升了治疗效果。
三位一体新策略,开启结直肠癌精准治疗新方向
基于一系列的研究成果,团队提出了“益生菌–细胞外囊泡–活性蛋白”三位一体的精准干预策略,这一策略为结直肠癌的治疗开辟了全新的道路。与传统的化疗、放疗相比,这种基于肠道益生菌的治疗方式具有靶向性强、副作用小、能调节机体整体微生态等优势,且从益生菌分泌的囊泡中提取活性蛋白,或是通过工程菌表达pflB蛋白,都为后续的临床转化和药物研发提供了可行的思路。
同时,研究还发现结直肠癌患者体内的短双歧杆菌丰度显著降低,这也为结直肠癌的早期筛查和风险评估提供了新的微生物标志物。未来,通过调节肠道菌群、补充短双歧杆菌来源的细胞外囊泡或pflB蛋白,再结合免疫检查点抑制剂的联合治疗,有望成为结直肠癌治疗的新方案,为广大患者带来更多的治疗选择和康复希望。
从肠道里的普通益生菌,到精准攻击结直肠癌的“抗癌新星”,短双歧杆菌的发现让我们看到了肠道微生物在肿瘤治疗中的巨大潜力。随着对肠道菌群与肿瘤关系研究的不断深入,相信未来会有更多基于微生物的抗癌新策略被发掘,为肿瘤精准治疗带来更多突破。
参考文献:Yuefeng Zhang, Qian Zhang, Yue Luo, et al. Bifidobacterium breve inhibits colorectal cancer via extracellular vesicles containing formate acetyltransferase. Journal of Nanobiotechnology.2026-03-16;doi:10.1186/s12951-026-04275-8.
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