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高盐饮食养出“促癌菌”!J Exp Med:肠道丙酸激活肿瘤细胞的缺氧反应和TGF-β信号通路,加速胶质瘤进展

来源:生物谷原创 2025-06-16 12:25

本研究发现高盐饮食可通过改变肠道菌群,使肠道丙酸水平升高,进而激活HIF-1α/TGF-β信号通路,促进胶质瘤进展,揭示了高盐饮食、肠道菌群与胶质瘤进展间的关联。

在快节奏生活中,高盐饮食因其便捷和独特风味成为许多人的选择,从早餐的培根三明治到深夜的咸香零食,过量盐分摄入早已渗透日常。然而,这一饮食习惯可能在不知不觉中埋下健康隐患。

近日,J Exp Med发表的一项来自韩国科学技术院(KAIST)的研究Gut dysbiosis from high-salt diet promotes glioma via propionate-mediated TGF-β activation揭示了一个令人警惕的机制:高盐饮食通过重塑肠道菌群,促进短链脂肪酸丙酸的生成,进而激活肿瘤细胞的缺氧反应和TGF-β信号通路,加速胶质瘤的进展。这一发现为理解饮食与癌症的关系提供了新视角,也为胶质瘤的预防和治疗开辟了潜在方向。

一、高盐饮食重塑肠道菌群:丙酸成为关键“信使”

研究团队首先通过小鼠模型发现,持续4周的高盐饮食(HSD)显著缩短了胶质瘤小鼠的生存期,并增加了肿瘤体积。有趣的是,当使用抗生素清除肠道菌群或进行粪便菌群移植(FMT)实验时,高盐饮食的促癌作用被完全逆转——这表明肠道菌群是高盐饮食与胶质瘤之间的核心纽带。

进一步的微生物组分析显示,高盐饮食导致肠道中拟杆菌属(Bacteroides)尤其是vulgatus菌株的丰度显著升高。这类细菌通过琥珀酸代谢途径产生更多丙酸(propionate),一种短链脂肪酸。在高盐饮食小鼠的盲肠组织中,丙酸水平较正常饮食组显著升高,而其他短链脂肪酸(如乙酸、丁酸)则无变化。值得注意的是,即使在无菌小鼠中移植高盐饮食小鼠的菌群,也能观察到丙酸水平升高和肿瘤进展加速,证实了“高盐-菌群-丙酸”轴的独立性。

图 1. 高盐饮食通过改变肠道微生物群恶化小鼠胶质瘤

图 2. 高盐饮食改变肠道微生物群,导致肠道丙酸水平升高

二、丙酸如何“助纣为虐”?缺氧与TGF-β的双重驱动

为探究丙酸的直接作用,研究人员通过饮水补充丙酸,发现其可独立加速小鼠胶质瘤进展,且与免疫细胞无关。单细胞RNA测序(scRNA-seq)揭示,丙酸处理的肿瘤细胞中,缺氧相关基因(如HIF-1α、GLUT1、VEGFA)和TGF-β信号通路基因显著上调。值得关注的是,丙酸甚至能在正常氧条件下激活肿瘤细胞的缺氧反应——通过促进HIF-1α蛋白核转位,诱导缺氧标志物GLUT1和BNIP3的表达,而这一过程不依赖于肿瘤微环境的实际缺氧状态。

图 3. 丙酸补充通过诱导胶质瘤细胞缺氧相关转录变化促进胶质瘤进展

机制研究表明,丙酸通过HIF-1α依赖的方式促进TGF-β1的分泌。阻断TGF-β信号(使用TGFβRI抑制剂)可显著逆转丙酸诱导的肿瘤侵袭和COL1A1(I型胶原蛋白)表达,而COL1A1的高表达与胶质瘤细胞的迁移能力增强和患者预后不良密切相关。在人类胶质母细胞瘤(GBM)样本中,COL1A1高表达的肿瘤细胞同样富集缺氧和TGF-β信号特征,提示这一机制在人类中的保守性。

三、从实验模型到临床启示:饮食干预的潜在价值

这项研究构建了一条清晰的致病链条:高盐饮食肠道拟杆菌属富集→丙酸生成增加→肿瘤细胞HIF-1α/TGF-β通路激活→肿瘤侵袭与进展。值得注意的是,研究中使用的高盐饮食剂量相当于人类每日摄入3520毫克钠,与全球平均钠摄入量(约4310毫克/天)接近,提示其结果对现代人群具有直接参考意义。

尽管目前尚需更多临床数据验证,但该研究为胶质瘤的预防提供了新方向。例如,通过调控肠道菌群减少丙酸生成(如抑制拟杆菌属过度增殖),或靶向HIF-1α/TGF-β通路阻断肿瘤进展,可能成为潜在的干预策略。对于普通人群而言,减少加工食品和高盐调料的摄入,维持肠道菌群平衡,或许是降低癌症风险的简单可行之道。

小结

从肠道到大脑,这项研究揭示了饮食通过微生物组影响远端器官的惊人能力。高盐饮食不再仅仅是心血管疾病的危险因素,其对癌症的潜在推动作用值得警惕。正如研究通讯作者Heung Kyu Lee所言,“我们的日常饮食不仅滋养身体,也在塑造肠道微生物的‘生态’,而这一生态可能通过意想不到的方式影响健康。”

精准医疗时代,理解饮食-菌群-疾病的互作机制,将为疾病预防和治疗提供更全面的视角。或许,下次选择零食时,少一点盐分,就是对肠道菌群和整体健康的一份关爱。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Kim CW, Kim HJ, Kang I, et al. Gut dysbiosis from high-salt diet promotes glioma via propionate-mediated TGF-β activation. J Exp Med. 2025;222(8):e20241135. doi:10.1084/jem.20241135

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