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Nature:揭秘高脂饮食如何影响个体结肠癌的发生

来源:生物谷 2016-03-08 09:32

图片摘自:www.huffingtonpost.com

2016年3月8日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,刊登于国际著名杂志Nature上的一项研究报告中,来自美国达纳-法伯癌症研究所(Dana-Farber Cancer Institute)的研究人员通过研究揭示了高脂肪饮食如何促使肠道内皮细胞更加易于癌变,研究者发现,肥胖、高脂肪及高卡路里饮食是引发许多类型癌症的明显风险因子。

文章中,研究者Semir Beyaz指出,对小鼠进行研究我们发现,高脂肪饮食可以驱动肠道干细胞数量激增,同时也会产生一系列其它同干细胞行为非常类似的细胞,也就是说这些细胞可以进行无限期地繁殖并且分化成为其它类型的细胞,这些干细胞及干细胞样细胞更加易于引发肠道肿瘤。此前研究发现,肥胖个体更易于患结直肠癌,而且肠道干细胞更易于积累突变引发结肠癌,这些干细胞位于肠道内侧,名为上皮细胞,其可以产生多种类型的细胞从而形成上皮结构。

文章中研究者对健康小鼠喂食以60%脂肪含量的饮食长达9-12个月,同时调查了小鼠机体中肠道干细胞和肥胖相关癌症之间的关联,典型的美式饮食中通常包含有20%-40%的脂肪,而高脂肪饮食的小鼠体重指数可以增加30%-50%,同时相比正常饮食的小鼠而言,这类小鼠更易于发生肠道肿瘤。高脂肪饮食的小鼠通常在肠道干细胞上会表现出明显的改变,相比正常饮食的小鼠而言,其不仅拥有较多的肠道干细胞,而且这些干细胞可以自行运转。

Beyaz说道,高脂肪饮食和结直肠癌之间的流行病学关联已经被报道了很多年,但其背后的机制目前研究者并不清楚,本文研究首次揭示了一种精确机制,即揭示了高脂肪饮食如何调节肠道干细胞的功能以及这种调节作用如何引发肿瘤的形成。当肠道干细胞从小鼠机体中移除并且在培养皿中进行培养后,其就会形成迷你型肠道组织,而这种肠道组织更加稳定,研究者还发现,祖细胞就会开始模拟干细胞的行为,其会生存地更久,当在体外培养时就会形成迷你肠道组织。

这项研究非常重要,因为我们都知道,位于肠道中的干细胞通常会获取产生肿瘤的突变,而我们的机体不仅拥有大量传统的干细胞,而且还拥有一些非干细胞的细胞群体,其也有可能产生突变最终引发肿瘤产生。

最后研究者表示,本文中我们还鉴别出了一种特殊的营养感知的通路,其在高脂肪饮食状态下处于高度激活状态,名为PPAR-δ的脂肪酸感应器可以通过开启代谢过程来对高水平的脂肪产生反应,从而使得细胞燃烧更多脂肪作为能量来替代碳水化合物和糖类;PPAR-δ同时还会开启一系列对干细胞特性非常重要的基因的表达,如今科学家们希望通过更多研究来鉴别在肥胖个体中出现的可能性的癌症药物靶点,从而为开发新型抗癌疗法提供希望。(生物谷Bioon.com)

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High-fat diet enhances stemness and tumorigenicity of intestinal progenitors

Semir Beyaz, Miyeko D. Mana, Jatin Roper, Dmitriy Kedrin, Assieh Saadatpour, Sue-Jean Hong, Khristian E. Bauer-Rowe, Michael E. Xifaras, Adam Akkad, Erika Arias, Luca Pinello, Yarden Katz, Shweta Shinagare, Monther Abu-Remaileh, Maria M. Mihaylova, Dudley W. Lamming, Rizkullah Dogum, Guoji Guo, George W. Bell, Martin Selig, G. Petur Nielsen, Nitin Gupta, Cristina R. Ferrone, Vikram Deshpande, Guo-Cheng Yuan et al.

Little is known about how pro-obesity diets regulate tissue stem and progenitor cell function. Here we show that high-fat diet (HFD)-induced obesity augments the numbers and function of Lgr5+ intestinal stem cells of the mammalian intestine. Mechanistically, a HFD induces a robust peroxisome proliferator-activated receptor delta (PPAR-δ) signature in intestinal stem cells and progenitor cells (non-intestinal stem cells), and pharmacological activation of PPAR-δ recapitulates the effects of a HFD on these cells. Like a HFD, ex vivo treatment of intestinal organoid cultures with fatty acid constituents of the HFD enhances the self-renewal potential of these organoid bodies in a PPAR-δ-dependent manner. Notably, HFD- and agonist-activated PPAR-δ signalling endow organoid-initiating capacity to progenitors, and enforced PPAR-δ signalling permits these progenitors to form in vivo tumours after loss of the tumour suppressor Apc. These findings highlight how diet-modulated PPAR-δ activation alters not only the function of intestinal stem and progenitor cells, but also their capacity to initiate tumours.

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