Cell Rep：高脂肪饮食或能改变机体的肠道菌群并增强结直肠癌患病风险

近些年来，50岁以下人群结直肠癌的发病率有所上升，其中一个疑似原因就是人群肥胖率的增加和日常的高脂肪饮食。近日，一篇发表在国际杂志Cell Reports上题为“Paired microbiome and metabolome analyses associate bile acid changes with colorectal cancer progression”的研究报告中，来自威斯康星大学麦迪逊分校等机构的科学家们通过研究揭示了高脂肪饮食是如何改变机体肠道菌群以及名为胆汁酸的消化分子水平（胆汁酸能被肠道菌群所修饰），从而促使小鼠更易于患结直肠癌。

这项研究中，研究者发现，喂食高脂肪饮食的小鼠机体中特定的肠道菌群水平往往较高，这些肠道菌群能改变胆汁酸池的组成从而引起炎症，且会影响机体肠道干细胞的补充速度，胆汁酸是机体肝脏所产生的一种特殊分子，其能被肠道用来帮助消化食物并吸收胆固醇、脂肪和营养物质。研究者Ronald Evans说道，肠道微生物的平衡受到了饮食的影响，我们揭示了肠道微生物组的改变是如何产生导致癌症的相关问题的，这或许就为开发降低癌症风险的干预措施铺平了道路。

早在2019年，研究者Evans及其同事就通过对小鼠进行研究揭示了高脂肪饮食增强机体总体胆汁酸水平的分子机制，他们发现，胆汁酸水平的改变会关闭肠道中名为法尼类固醇 X 受体（FXR）的关键蛋白的功能，并会增加癌症的发病率。然而，故事中似乎还缺少一些环节，包括高脂肪饮食是如何改变肠道微生物组和胆汁酸水平的。研究人员通过联合研究后分析了高脂肪饮食喂食的动物消化道中的微生物组和代谢组（饮食和微生物衍生小分子的集合），他们还研究了一种携带特殊遗传突变的小鼠，这种遗传突变会促使小鼠更易于患上结直肠肿瘤。

科学家们发现，尽管高脂肪饮食喂食的小鼠肠道中含有更多的胆汁酸，但这些胆汁酸的种类较少，且某些胆汁酸被肠道菌群所改变的情况更为普遍，这些被修饰的胆汁酸会影响肠道中干细胞的增殖，当这些细胞不经常补充时，其就会积累突变，而这就是癌症发生的关键一步，而且癌症经常会发生于这些干细胞。于是研究人员才刚刚开始理解这些细菌共轭的胆汁酸以及其在机体健康和疾病发生过程中的作用。高脂肪饮食小鼠机体的微生物组确实存在着非常惊人的差异，这些小鼠的消化道中的肠道菌群的多样性较低，且所含的细菌也并没有非高脂肪饮食小鼠机体中得多， Ileibacterium valens（I. valens）和Ruminococcus gnavus（R. gnavus）两种细菌能够产生可被修饰的胆汁酸。

高脂肪饮食或能改变机体的肠道菌群并增强结直肠癌患病风险。

图片来源：Cell Reports (2023). DOI:10.1016/j.celrep.2023.112997

研究人员惊讶地发现，高脂肪饮食对微生物组和修饰的胆汁酸所产生的影响实际上要比增加动物机体癌症易感性的遗传突变更大。Ting Fu博士说道，我们已经确定了高脂肪饮食如何影响机体肠道微生物组及重塑胆汁酸池，从而就能将肠道推向炎症且与疾病相关的状态。研究人员认为，高脂肪饮食还会改变微生物组的组成，从而促进诸如I.valens和R.gnavus的细菌生长，反过来还会增强修饰的胆汁酸的水平；在一个恶性循环中，这些胆汁酸还会制造出一种更具炎性的环境，从而进一步改变肠道菌群的组成。如今研究人员已经能够阐明为何高脂肪饮食对机体有害，并确定了高脂肪饮食引发机体炎症的特定微生物群，既然知道了问题所在，那么研究人员或许就能更好的知晓如何预防并逆转这一状况了。

未来，研究人员将会研究在动物摄入高脂肪饮食后，其机体微生物组和胆汁酸是如何迅速发生变化的，他们还计划研究如何通过靶向作用FXR蛋白（此前发现与胆汁酸水平的改变相关）来逆转高脂肪饮食对癌症所产生的影响。综上，这项研究中，研究人员进行的多组学数据分析揭示了在疾病进展过程中，饮食所诱导的微生物组和代谢组的改变，这在未来的诊断和新型疗法开发中或许具有潜在的用途。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

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