在最近发表在《电子生物医学》上的一项研究中，研究人员利用肿瘤发生小鼠模型研究了益生菌补充嗜酸乳杆菌是否有助于预防非酒精性脂肪性肝病相关肝细胞癌(NAFLD-HCC)的发展。

　　NAFLD-HCC的全球发病率正在上升，但目前尚无预防措施。

　　鉴于越来越多的证据表明其与肠道微生物生态失调密切相关，研究人员已经开始研究益生菌(如嗜酸乳杆菌)对NAFLD-HCC的预防潜力。

　　在人类中，肝癌发生或HCC期间，肝与肠通过门静脉循环的相互作用失调，使NAFLD-HCC患者的病原菌丰富，并消耗其共生的益生菌，包括乳酸杆菌和双歧杆菌。

　　嗜酸乳杆菌作为一种口服补充剂已被广泛商业化，用于治疗多种疾病，如乳糖不耐症和结肠炎等。

　　先前对人类受试者的研究甚至暗示其治疗NAFLD和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的可行性。然而，其对肝脏恶性肿瘤的抗肿瘤作用在很大程度上仍然未知。

　　在本研究中，研究人员使用NAFLD-HCC小鼠模型来研究嗜酸乳杆菌的抗肿瘤作用。

　　他们通过注射二乙基亚硝胺(DEN)和喂食高脂肪-高胆固醇(HFHC)或缺乏胆碱的高脂肪(CDHF)饮食，在常规和无菌小鼠中发展为NAFLD-HCC肿瘤发生。

　　每天给予嗜酸乳杆菌或磷酸盐缓冲盐水(PBS)对照28周后，研究小组处死所有hfhc喂养的NAFLD-HCC小鼠，观察它们的肝脏是否有肉眼可见的肿瘤。

　　此外，他们进行了粪便宏基因组测序，以评估嗜酸乳杆菌对肠道微生物群的影响。无菌小鼠，给予34周的治疗，帮助证明了嗜酸乳杆菌的唯一有益作用。

　　该团队还通过在喂食HFHC饮食的常规小鼠中肝内注射小鼠HCC细胞，建立了原位NAFLD-HCC同种异体移植模型，这有助于进一步验证嗜酸乳杆菌治疗的有益效果。

　　研究小组研究了嗜酸乳杆菌条件培养基(L.a CM)及其代谢物在NAFLD-HCC人细胞和小鼠类器官中的生物学功能。

　　最后，他们使用液相色谱-质谱(LC-MS)进行代谢组学分析，以鉴定嗜酸乳杆菌的功能代谢物。

　　在肿瘤发生小鼠模型中，即NAFLD-HCC小鼠，嗜酸乳杆菌是消耗最多的物种之一，提示其对NAFLD-HCC可能具有保护、抗肿瘤作用。

　　粪便宏基因组测序结果显示，嗜酸乳杆菌处理的小鼠与未处理的对照组小鼠在α-和β-多样性方面没有差异，这表明嗜酸乳杆菌对总体微生物群组成的影响很小。

　　然而，它提高了共生微生物的丰度，同时减少了可能的病原体。

　　组织学评估还发现，嗜酸乳杆菌处理小鼠的非致瘤性肝组织中脂肪变性和炎症明显减少。

　　与此同时，嗜酸乳杆菌处理的小鼠血清中谷丙转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、两种肝损伤标志物和胆固醇水平均下降，但体重和肝脏重量与对照组基本相同。

　　事实上，嗜酸乳杆菌显著减少肿瘤数量、大小和负荷，而不影响肿瘤发生率。

　　与肿瘤发生小鼠模型一样，嗜酸乳杆菌处理的小鼠同种异体移植物的肝脏肿瘤更小，重量和体积也更小。

　　荧光原位杂交实验显示，嗜酸乳杆菌在灌胃小鼠结肠中大量表达，而在肝组织中不表达。

　　说明嗜酸乳杆菌的保护作用是通过分泌分子发挥的。

　　进一步的研究将嗜酸乳杆菌的抗肿瘤作用归因于一种分子量<3 kDa的非蛋白小分子。

　　利用LC-MS对<3 kDa的L.a CM进行非靶向代谢组学分析显示，短链脂肪酸(SCFA)戊酸是L.a CM中最富集的代谢物。靶向代谢组学也证实了L.a CM中戊酸的显著富集。

　　戊酸对NAFLD-HCC细胞的活性有抑制作用，但对正常肝细胞没有抑制作用，所需的最低显著浓度为100 μM。

　　RNA测序显示嗜酸乳杆菌衍生的戊酸

　　结合G蛋白偶联受体(GPRs)41/43在肝细胞上灭活致癌性Rho-GTPase信号通路，从而消融NAFLD-HCC的发展。

　　在本研究中，研究人员发现益生菌补充嗜酸乳杆菌是NAFLD-HCC的潜在预防措施。

　　他们证明嗜酸乳杆菌在体外和NAFLD-HCC小鼠中表现出强大的抗肿瘤作用，而嗜酸乳杆菌保护功能的代谢物是戊酸。