if12+福建农林大学:石莼多糖通过肠道菌和代谢物相互作用抑制肝细胞癌

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导读

石莼多糖（ULP）是一种具有多种生物活性的绿藻提取物，包括抗凝、抗炎和抗病毒作用。然而，ULP对肝细胞癌发展的抑制能力值得进一步研究。本研究旨在阐明ULP的抗肿瘤作用机制，并评估其对H22肝癌荷瘤小鼠肠道微生物群和代谢的调节作用。我们通过皮下注射H22肝癌细胞建立H22荷瘤小鼠模型，评估盲肠粪便中的肠道微生物群组成，并进行非靶向代谢组学测序；通过蛋白质印迹、RT-qPCR和活性氧（ROS）分析进一步验证了ULP的抗肿瘤活性。ULP通过调节肠道微生物群落（软壁菌、Agathobacter、Ruminiclostridium、副杆菌、乳杆菌和Holdemania）和代谢产物（二十二碳六烯酸、尿酸、N-油酰基多巴胺和L-犬尿氨酸）的组成来减缓肿瘤生长。从机制上讲，ULP通过抑制JNK、c-JUN、PI3K、Akt和Bcl-6的蛋白水平来促进ROS的产生，从而延缓HepG2细胞的生长。因此，ULP通过调节肠道微生物组成和代谢来减弱H22荷瘤小鼠的肿瘤生长。ULP在体外主要通过促进ROS的产生来抑制肿瘤生长。

亮点：

1. 石莼多糖对肝细胞癌的抑制作用；

2. 石莼多糖通过调节肠道微生物组成和代谢来抑制肿瘤生长；

3. 石莼多糖主要通过促进活性氧的产生来抑制肿瘤生长。

论文ID

原名：Suppression of hepatocellular carcinoma by Ulva lactuca ulvan via gut microbiota and metabolite interactions

译名：石莼多糖通过肠道微生物群和代谢物相互作用抑制肝细胞癌

期刊：Journal of Advanced Research

IF：12.822

发表时间：2023.04

通讯作者：赵超

通讯作者单位：福建农林大学

实验设计

实验结果

1. ULP对H22荷瘤小鼠肠道微生物群组成和结构的影响

为了进一步探讨ULP的抗肿瘤作用机制，我们构建了H22肝癌荷瘤小鼠模型并进行了ULP干预。我们发现，随着ULP浓度的增加，抗肿瘤活性增强（图S1a）。在给药过程中，低浓度ULP和模型组的4只小鼠在第21天死亡，而中高浓度ULP组的1只小鼠死亡（图S1b）。此外，我们对来自三种不同小鼠（正常组、模型组和ULP组）的粪便细菌DNA进行了高通量16S rRNA基因测序，结果正确地反映了每个样本中微生物群落的多样性和同质性。为了进行分类学鉴定和多样性调查，15个粪便样本（选择了正常组、模型组和高剂量ULP组各5只小鼠的粪便）共产生75409个高质量读数。分类学鉴定分析确定了2420个OTUs（表S3）。所有样本的物种积累曲线（图S2a）和稀疏曲线（图S2 b）证实了采样工作的充分性。此外，秩-丰度分布曲线（图S2c）显示，与正常组相比，模型组和ULP组的丰度增加，细菌相对失衡。相较于正常组，在OTU水平下模型组和ULP组观察到物种数、Chao1和Shannon指数均略有增加；然而，与模型组相比，ULP组的观察物种和Chao1、Shannon和Simpson指数有所下降，但没有统计学意义（图1a-d）。在β多样性的anosim分析中（图S2e-S2f），所有三组数据都显示出显著差异，表明与组间差异相比，组内差异在统计学上不显著。基于加权和未加权的unifrac距离测量，主坐标分析（PCoA）提供了不同群体肠道微生物种群的总结。模型组和ULP组不是互相分离，而是在整个区域中混合的（图1e-1f）。我们在物种水平上进行进一步分析，以评估饮食变化对各组肠道菌群的影响，我们使用肠道微生物群的分布热图，确定了小鼠肠道群落在门水平上的改变（图1g）。与模型组相比，厚壁菌门和Melainabacteria在ULP处理后的小鼠肠道微生物群中更为普遍。拟杆菌门、厚壁菌门、疣菌门和变形菌门是小鼠肠道菌群中最常见的细菌门（图1h）。

图1小鼠肠道微生物组的结构分析和多样性

通过（a）Chao 1指数、（b）Shannon指数、（c）观测物种和（d）Simpson指数进行的alpha多样性分析。（e）在OTU水平上使用未加权的unifrac距离进行的PCoA。（f）使用加权unifrac距离在OTU水平上进行PCoA。（g）肠道微生物组在门水平上的热图。（h）16S rRNA基因测序分析小鼠粪便细菌分类的门水平模式。（i）每组细菌门的组成比例；n=5，分别用于正常组、模型组和ULP组。（a-d）数据显示为平均值±标准差，*p