《细胞》:发现运动抗癌关键介质!运动可促进肠菌产生甲酸盐增强抗肿瘤免疫,或能助力免疫治疗

《细胞》:发现运动抗癌关键介质!运动可促进肠菌产生甲酸盐增强抗肿瘤免疫,或能助力免疫治疗

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来源:奇点肿瘤探秘
2025-09-15 08:59:05
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核心提示:每次想到微生物在人体内的作用,奇点糕都很想吐槽一句,咱们这些当“房东”的,竟然还要看“房客”的脸色,是不是倒反天罡?但没办法,人体内的微生物比细胞还要多好几倍,以前说是10:1现在说是3:1,反正人家才是“人多势众”的那一方,而且人也可以通过各种方式来影响微生物,达成各种各样的目的,比如说——运动调节肠道微生物,进而抗癌。

每次想到微生物在人体内的作用,奇点糕都很想吐槽一句,咱们这些当“房东”的,竟然还要看“房客”的脸色,是不是倒反天罡?但没办法,人体内的微生物比细胞还要多好几倍,以前说是10:1现在说是3:1,反正人家才是“人多势众”的那一方,而且人也可以通过各种方式来影响微生物,达成各种各样的目的,比如说——运动调节肠道微生物,进而抗癌。

今天,匹兹堡大学团队在Cell发表的最新研究成果,就通过对黑色素瘤的研究揭示,运动可通过增强肠道微生物群生成更多代谢物甲酸盐(Formate),激活关键转录因子Nrf2,进而增强细胞毒性CD8⁺T细胞的抗肿瘤免疫应答,改善现有免疫治疗用于黑色素瘤的效果;而甲酸盐水平或特定产甲酸盐微生物的存在,也有望作为指导免疫治疗使用的标志物。

研究者们本次选用免疫治疗此前难以突破的BRAF V600E突变黑色素瘤模型,并为模型小鼠搭建经典的“跑轮模型”来评估运动的影响。初步实验就显示,无论小鼠运动是在肿瘤接种前还是接种后进行,均可显著抑制肿瘤生长并延长生存,且该效应不依赖于运动方式或体重变化,排除了跑步机应激和代谢因素的干扰;进一步分析则显示,运动激活的抗肿瘤免疫应答,完全依赖于CD8⁺T细胞的存在,而且T细胞免疫应答专打肿瘤,不导致全身其它问题。

确认了抗肿瘤免疫应答被激活,接下来就该看肠道微生物是不是真参与了。16S rRNA测序显示,运动显著改变了小鼠肠道菌群结构,而将运动组小鼠的粪便移植至经抗生素处理的小鼠体内,就可再度抑制相同黑色素瘤的生长,抗生素处理则会使抑癌作用消失;共饲养实验和在无菌小鼠身上进行的实验也能证实,运动介导的肠道菌群变化是抑癌的必要条件,且激活抗肿瘤免疫应答需要“活菌”来源代谢产物,灭活组分如细胞壁则完全不行。

接下来的代谢组学分析显示,运动后小鼠肠道菌群中活跃的,是叶酸依赖性为主的一碳代谢通路,而该通路代谢生成的主要就是甲酸盐,因此运动后小鼠肠道内的甲酸盐显著增多,并进入血液循环乃至出现在肿瘤部位,作用也很明显,去激活免疫应答;直接向小鼠饲喂适量甲酸盐(加入饮水)也可起到抑癌作用,而且是同时抑制原发灶和肺转移,甲酸盐还能与免疫治疗即PD-L1抑制剂协同增效,主要被甲酸盐激活的当然是CD8⁺T细胞。

甲酸盐能立这么大的功劳,是因为它可以直接激活CD8⁺T细胞内的关键转化因子Nrf2,进而全面“打开”下游信号通路,增强CD8⁺T细胞的增殖能力、细胞毒效应功能并调控分化(向效应表型分化),因此Nrf2是不可或缺的调节枢纽;挺巧的是,食品添加剂中有一种名叫特丁基对苯二酚(TBHQ)的,也可以起到与甲酸盐一样的作用,当然不能直接吃它哦。

最后,研究者们回归到人类黑色素瘤患者数据,证实甲酸代谢通路中关键酶Pfl的丰度和基因表达水平,与免疫治疗应答显著相关,同时血清中甲酸盐水平较高患者的无进展生存期显著延长;而虽然人鼠有别,但人体肠道菌群也有产甲酸盐的能力,所以小鼠实验的结论具有转化价值,后续可以考虑从运动和饮食两方面同时入手,调控甲酸盐水平来助力抗癌了。

 

参考文献:

Phelps C M, Willis N B, Duan T, et al. Exercise-induced microbiota metabolite enhances CD8 T cell antitumor immunity promoting immunotherapy efficacy[J]. Cell, 2025.

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运动
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肠道细菌及其代谢产物
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