餐桌上的抗癌“新势力”!Int J Biol Sci:甘露糖能通过重塑肠道菌群、阻断 OGT/hnRNP R/JUN/IL-8轴,为非小细胞肺癌治疗带来新希望
来源:生物谷原创 2025-03-06 10:33
本研究发现,甘露糖可抑制非小细胞肺癌生长及炎症微环境,它能重塑肠道菌群、调节代谢物水平,还通过靶向OGT/hnRNP R/JUN/IL-8轴发挥作用,有望成为该病的辅助治疗药物。
在现实生活中,癌症是人们心头挥之不去的阴霾,肺癌更是因其高发病率和死亡率,成为众多癌症患者的噩梦。其中,非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌的很大比例,严重威胁着患者的生命健康。现有的治疗手段,无论是手术、化疗、靶向治疗还是免疫治疗,都存在一定的局限性,患者急需更有效的治疗方案。
近期发表在Int J Biol Sci上的一项研究Mannose Inhibits NSCLC Growth and Inflammatory Microenvironment by Regulating Gut Microbiota and Targeting OGT/hnRNP R/JUN/IL-8 Axis为NSCLC的治疗带来了新的探索方向——甘露糖。
甘露糖是一种广泛存在于自然界的天然六碳单糖,我们日常食用的水果、接触的植物以及一些真菌中都有它的身影,在人体的各种组织和体液里也能发现它。它在人体生理活动中主要负责调节蛋白质糖基化,并非提供能量,而且还具有抗炎的作用,在临床治疗尿路感染等疾病时已展现出良好的辅助效果,安全性较高。此前,科研人员发现甘露糖对部分癌症具有治疗潜力,但它在NSCLC治疗方面的具体作用,还需要深入研究。
为此,科研团队选用了多种癌细胞系、构建动物模型、培养类器官,综合运用多组学和细胞实验技术,从多个角度深入探究甘露糖在NSCLC治疗中的作用机制和效果。
研究成果令人瞩目。在抑制NSCLC细胞生长方面,研究人员在实验室中用不同浓度的甘露糖处理多种NSCLC细胞系,发现11至25 mM浓度的甘露糖能够明显抑制细胞生长,促使癌细胞凋亡。在动物实验中,给接种了NSCLC细胞的裸鼠饮用含有20%甘露糖的水,一段时间后,裸鼠体内移植瘤的生长速度明显放缓。
图 1:甘露糖在体外和体内抑制非小细胞肺癌细胞生长
甘露糖对肿瘤炎症微环境的调节作用也十分显著。在NSCLC小鼠模型实验里,接受甘露糖处理的小鼠,不仅肿瘤生长得到抑制,肿瘤组织中髓样细胞、中性粒细胞和巨噬细胞的浸润情况也有所改善。借助免疫荧光和流式细胞术等检测技术发现,甘露糖处理后,肿瘤内相关细胞标记物的表达量显著降低。同时,甘露糖还调节了巨噬细胞的极化状态,促进具有抗肿瘤作用的M1型巨噬细胞极化,抑制了有助于肿瘤发展的M2型巨噬细胞极化。而且,甘露糖处理使小鼠血清中IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α和IFN-α等炎症细胞因子的水平明显下降,炎症反应得到有效缓解。
图 2:甘露糖抑制非小细胞肺癌小鼠模型中炎症微环境的形成
研究还发现,甘露糖能够重塑NSCLC小鼠的肠道微生物群。饮用甘露糖的荷瘤小鼠,其肠道微生物群结构发生了明显变化。在门水平上,甘露糖处理组和对照组的微生物种类和数量差异显著;在物种水平上,肠乳杆菌、嗜酸乳杆菌和唾液乳杆菌等益生菌的比例大幅增加。通过功能富集分析发现,甘露糖处理组在丙酸盐和谷氨酰胺代谢等与免疫增强、抗肿瘤相关的代谢途径中富集明显,而对照组则在与炎症关联较大的脂多糖代谢途径中富集。
此外,甘露糖处理改变了小鼠血液和粪便中的代谢物水平,血液中的丁酸、花生四烯酸、树莓酮以及粪便中的牛磺酸等具有免疫增强和抗肿瘤特性的代谢物增多,粪便中的促炎代谢物前列腺素减少。而且,肠道微生物群的变化与代谢物水平的改变呈现出显著的正相关关系。
图 3:甘露糖重塑非小细胞肺癌小鼠模型中的肠道微生物群
从分子机制来看,甘露糖抑制NSCLC细胞生长的过程与JUN/IL-8信号轴密切相关。转录组测序分析表明,经甘露糖处理后,NSCLC细胞中JUN基因的表达显著下调。生物信息学分析显示,JUN/IL-8信号轴是甘露糖发挥抗肿瘤作用的关键靶点,其表达水平与NSCLC的疾病进展、炎症微环境紧密相连。深入研究发现,甘露糖能够直接结合O-linked N-acetylglucosamine transferase(OGT),抑制hnRNP R的O-GlcNAc糖基化修饰。正常情况下,hnRNP R通过这种糖基化修饰结合并稳定JUN mRNA,而甘露糖处理抑制该修饰后,JUN mRNA稳定性降低,IL-8转录减少,进而有效抑制了肿瘤细胞的生长和炎症微环境的形成。
图 4:甘露糖通过OGT/hnRNP R/JUN/IL-8轴抑制非小细胞肺癌生长,并协同增强免疫检查点抑制剂的抗肿瘤功效
值得一提的是,当甘露糖与免疫检查点抑制剂联合使用时,展现出了协同增效的作用。在小鼠实验中,联合使用甘露糖和抗小鼠Pd-1抗体,对肿瘤生长的抑制效果远超单独使用其中任何一种药物。免疫荧光分析发现,联合治疗组肿瘤组织中CD8+ T细胞的浸润数量明显增多,机体的抗肿瘤免疫反应得到显著增强。
综上所述,这项研究首次全面揭示了甘露糖在NSCLC治疗中的多重作用。甘露糖通过重塑肠道微生物群、调节代谢物水平、抑制OGT/hnRNP R/JUN/IL-8信号轴,有效地抑制了NSCLC细胞的生长和炎症微环境的形成,并且在与免疫检查点抑制剂联合使用时,显著增强了抗肿瘤效果。这一研究成果为NSCLC的治疗提供了全新的思路和潜在方案,尽管目前距离甘露糖真正应用于临床治疗还有一段路要走,但它无疑为广大NSCLC患者带来了新的希望。期待未来,甘露糖能够在NSCLC的治疗中发挥更大的价值,为患者带来更多生的曙光。(生物谷Bioon.com)
参考文献:
Jin H, He H, Li J, et al. Mannose Inhibits NSCLC Growth and Inflammatory Microenvironment by Regulating Gut Microbiota and Targeting OGT/hnRNP R/JUN/IL-8 Axis. Int J Biol Sci. 2025;21(4):1566-1584. Published 2025 Jan 27. doi:10.7150/ijbs.107256
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