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【寫在前面】:本期推薦的是由上海中醫藥大學等研究團隊合作近期發表于Advanced Science(IF14.1)的一篇文章,揭示表達β- 葡萄糖醛酸酶(GUS)的羅伊氏乳桿菌(Lactobacillus reuteri)會通過消耗腸道再生上皮干 / 祖細胞庫加劇伊立替康(CPT11)誘導的腸毒性,而中藥香連丸(XLP)可通過抑制羅伊氏乳桿菌增殖及其 GUS 活性、減少腸道內毒性代謝物 SN38 積累,保護腸道上皮和干細胞功能,同時與伊立替康產生協同抗腫瘤作用,為緩解化療相關腸道毒性提供了靶向腸道菌群的新策略。
【期刊簡介】
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【題目及作者信息】
β-Glucuronidase-Expressing Lactobacillus reuteri Triggers Irinotecan Enterotoxicity Through Depleting the Regenerative Epithelial Stem/Progenitor Pool
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背景
伊立替康(CPT11)誘導的腹瀉影響 80%–90% 的癌癥患者,其原因是 β- 葡萄糖醛酸酶(GUS)會將 7 - 乙基 - 10 - 羥基喜樹堿葡萄糖醛酸苷(SN38G)轉化為 7 - 乙基 - 10 - 羥基喜樹堿(SN38)。目前尚不清楚 SN38 是否會影響腸道菌群與黏膜干細胞微環境之間的穩態。
目的
本研究旨在探究 CPT11 化療引發腸道黏膜炎時,腸道菌群與腸道干細胞(ISCs)之間的相互作用。
方法
通過對 CPT11 處理的小鼠進行觀察,分析其腸道相關病理變化;采用止瀉藥香連丸(Xianglian pill)進行干預治療;對臨床患者和黏膜炎模型小鼠進行微生物組圖譜分析;利用偏最小二乘路徑模型(PLS-PM)構建關聯分析;通過 3D 腸道類器官模型驗證關鍵細菌的作用;開展羅伊氏乳桿菌(Lactobacillus reuteri)定植及清除實驗。
結果
表達 β- 葡萄糖醛酸酶(GUS)的羅伊氏乳桿菌(Lactobacillus reuteri)會加劇伊立替康(CPT11)誘導的腸毒性,而中藥香連丸(XLP)可通過抑制該菌增殖及其 GUS 活性、減少腸道毒性代謝物 SN38 積累,保護腸道上皮和干細胞功能,同時與 CPT11 產生協同抗腫瘤作用。
結論
選擇性靶向 GUS 表達菌(尤其是羅伊氏乳桿菌),保護再生性上皮干 / 祖細胞庫,可能是緩解 CPT11 誘導腸毒性的有效策略。
【前言】
該研究聚焦伊立替康(CPT11)化療引發的腸道毒性問題,發現表達β-葡萄糖醛酸酶(GUS)的羅伊氏乳桿菌(Lactobacillus reuteri)是關鍵致病因子,其通過將無活性代謝產物SN38G轉化為毒性SN38,消耗腸道再生上皮干/祖細胞庫,加劇腸道黏膜炎、腸屏障損傷等癥狀;而傳統中藥香連丸(XLP)可通過抑制羅伊氏乳桿菌增殖及其GUS酶活性,減少腸道內SN38蓄積,同時保護腸道干細胞(ISCs)功能、促進上皮再生和黏液分泌,有效緩解CPT11誘導的腸毒性;糞便微生物移植(FMT)實驗證實XLP的保護作用依賴腸道菌群調節,且XLP與CPT11聯合使用還能產生協同抗腫瘤效果,該研究為靶向腸道菌群(尤其是羅伊氏乳桿菌)治療化療相關腸道毒性提供了新策略。
【結果部分】
1.香連丸(XLP)可緩解伊立替康(CPT11)誘導的小鼠腸道黏膜炎,減輕體重下降、腹瀉、結腸縮短等癥狀,降低炎癥因子表達,恢復腸道緊密連接完整性,且 1.0 g?kg?1 劑量療效更優。
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2.CPT11 會導致結腸組織基因表達紊亂,抑制腸道干細胞(ISCs)及分泌譜系細胞標志物表達;XLP 可逆轉部分差異基因表達,上調干細胞和杯狀細胞相關基因,改善腸道上皮分化功能。
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3.XLP 能促進 CPT11 損傷小鼠的杯狀細胞黏液分泌(上調糖基轉移酶基因),恢復腸道干細胞(Lgr5?細胞)活性,提升結腸類器官形成效率,保護干細胞分化功能。
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4.CPT11 會破壞腸道菌群穩態,富集產 β- 葡萄糖醛酸酶(GUS)菌(尤其乳桿菌屬),升高腸道 GUS 活性及 SN38 濃度;XLP 可調節菌群組成,減少產 GUS 菌,直接抑制 GUS 酶活性,降低腸道 SN38 積累。
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5.移植 CPT11 處理小鼠的糞便會誘導受體小鼠出現腸道黏膜炎,而移植 XLP 處理小鼠的糞便可緩解該損傷;XLP 的腸保護作用依賴腸道菌群,抗生素清除菌群后其療效消失。
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6.臨床 CPT11 化療患者糞便中 GUS 基因及乳桿菌屬豐度升高,其中羅伊氏乳桿菌(L. reuteri)是介導 CPT11 腸毒性的關鍵菌株,與腸道炎癥正相關、與上皮再生負相關。
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7.羅伊氏乳桿菌定植會加劇 CPT11 誘導的腸道黏膜炎,升高 GUS 活性及 SN38 濃度;XLP 可抑制羅伊氏乳桿菌增殖及其 GUS 活性,逆轉其對腸道類器官和上皮細胞屏障的損傷。
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【結論與討論】
綜上所述,伊立替康(CPT11)化療會引發腸道菌群失調,導致表達 β- 葡萄糖醛酸酶(GUS)的羅伊氏乳桿菌(Lactobacillus reuteri)富集,該細菌通過將無活性代謝產物 SN38G 水解為毒性 SN38,消耗腸道再生上皮干 / 祖細胞庫,加劇結腸縮短、炎癥浸潤、腸屏障功能障礙及腸道干細胞(ISCs)損傷等腸毒性癥狀;而傳統中藥香連丸(XLP)可通過雙重機制發揮保護作用,既直接抑制羅伊氏乳桿菌增殖及其 GUS 酶活性,減少腸道內 SN38 蓄積,又能恢復 CPT11 紊亂的結腸基因表達,上調 ISCs 及杯狀細胞標志物(Lgr5、Klf4、Muc2 等)表達,促進黏液分泌和腸道類器官形成,修復腸上皮完整性;糞便微生物移植(FMT)實驗證實 XLP 的保護作用依賴腸道菌群調節,抗生素清除菌群后其療效消失,且羅伊氏乳桿菌定植會加重 CPT11 誘導的黏膜炎,而 XLP 可逆轉這一損傷;此外,XLP 與 CPT11 聯用還能產生協同抗腫瘤作用,在緩解腸毒性的同時抑制結直腸癌移植瘤生長,為靶向 “GUS 微生物 - 宿主 - 伊立替康” 軸治療化療相關腸道毒性提供了新策略。
注:本文原創表明為原創編譯,非聲張版權,侵刪!
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