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压力导致乳腺癌干性的机制研究

作者: 来源: 发布时间:2025-04-02

大连医科大学肿瘤干细胞研究院刘强、彭飞及大连医科大学附属第二医院徐岭植等报告研究显示,心理压力显著降低嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila,Akk)等肠菌丰度,进而导致短链脂肪酸丁酸含量下降,最终促进乳腺癌细胞往驱动肿瘤发生、转移、耐药和复发的癌症干样细胞发展。(Signal Transduct Target Ther. 2025, 10: 79.)

给模型小鼠补充Akk菌、丁酸盐或高纤维食物,可显著逆转心理压力诱导的肿瘤生长和干性。

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研究团队此前即已发现精神压力导致乳腺癌的干性,系统调控机制有待进一步探索。基于已有研究发现压力改变肠道菌群,而肠菌变化也与肿瘤干样状态有关,研究者计划从肠道微生物入手,探讨精神压力导致乳腺癌干性的机制。

研究者基于无菌(GF)小鼠和无特定病原体(SPF)小鼠构建了肿瘤模型,让两组小鼠分别接受慢性束缚应激(CRS)处理或不处理(对照)。在无特定病原体小鼠中,慢性束缚应激处理组的肿瘤比对照组大,干性因子(Nanog和Sox2)表达水平显著升高;在无菌小鼠中,两组肿瘤大小无差异,干性因子亦无差异。提示在精神压力促进肿瘤生长和癌症干样状态的过程中,肠道微生物发挥重要作用。

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与对照组相比,慢性束缚应激处理组小鼠粪便样本微生物的α多样性无变化,β多样性则有很大差异。具体到单个细菌,在三种不同的乳腺癌小鼠模型中,均可观察到慢性束缚应激处理小鼠粪便样本中的Akk菌显著减少。通过灌胃补充Akk菌,不仅可消除慢性束缚应激诱导的焦虑样行为,还能抑制肿瘤生长,肿瘤中干性因子表达也被遏制。

研究者分析了几组小鼠体内代谢物变化,尤其是短链脂肪酸(SCFA)。结果发现,慢性束缚应激导致小鼠粪便、肿瘤和血清样本中丁酸水平显著下降,补充Akk菌可提升慢性束缚应激小鼠粪便中丁酸水平。Akk菌的代谢产物中并无丁酸盐,仅有乙酸盐和丙酸盐,提示Akk菌可能调节其他肠菌产生了丁酸盐。

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给抗生素处理的小鼠模型灌胃Akk菌,不影响肿瘤生长。元基因组测序结果显示,与单纯慢性束缚应激组相比,灌胃Akk菌的慢性束缚应激小鼠体内Akk菌及产丁酸的肠菌(包括Anaerostipes hadrus、Clostridium butyricum和Roseburia inulinivorans)丰度显著增加。给慢性束缚应激处理的乳腺癌小鼠模型补充丁酸钠(NaBu),可抑制肿瘤生长,干性因子NANOG和SOX2水平增加也被逆转。给小鼠补充有助于丁酸产生的高纤维食物(HFD),也能产生类似效果。

这些研究结果表明,Akk菌、NaBu或高纤维食物,均可显著抑制应激诱导的肿瘤发生、焦虑样行为和癌症的干样特性。

研究结果提示,丁酸盐抑制组蛋白去乙酰化酶(HDACs)活性,进而促进RNA结合蛋白锌指蛋白36(ZFP36)表达。ZFP36与低密度脂蛋白受体相关蛋白5(LRP5)编码基因mRNA结合,并降低其稳定性,导致LRP5水平降低。LRP5是激活干性维持信号通路Wnt/β-catenin关键分子。

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也就是说,心理压力降低Akk菌丰度,抑制丁酸产生,导致LRP5水平上升,Wnt/β-catenin通路被激活,最终乳腺癌获得干性;在补充Akk菌或丁酸盐后,LRP5被抑制,下游促癌细胞干性通路也被抑制。

研究者分析乳腺癌患者临床数据发现,焦虑和抑郁评分与患者Akk菌和丁酸水平负相关,与LRP5/β-catenin表达水平正相关。说明上述机制在乳腺癌患者体内也存在。对有心理压力的乳腺癌患者,Akk菌和高纤维食物或是潜在的干预手段。

该研究揭示了精神压力促癌新机制,也为肿瘤的临床治疗提供了新的潜在干预手段。不过,在相关临床研究结果出来前,尚不建议肿瘤患者自行用Akk菌和高纤维食物干预癌症。(编译 王悦宁)