《npj Biofilms and Microbiomes》:Modulation of gut microbiota and its metabolite Equol by Huaier granule suppresses hepatocellular carcinoma via the gut-liver axis
编辑推荐:
本研究针对肝细胞癌(HCC)治疗中肠道菌群调控机制不明的难题,通过整合16S rRNA测序与代谢组学分析,发现槐耳颗粒(HEG)通过富集Adlercreutzia菌属产生代谢物Equol,进而抑制MAPK信号通路、修复肠屏障并改善免疫微环境,最终抑制肝癌进展。该成果为HEG的临床应用及Equol作为HCC治疗新靶点提供了理论依据。
肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma, HCC)是全球范围内常见的恶性肿瘤,其发病机制复杂且治疗手段有限。近年来,肠道菌群通过“肠-肝轴”(gut-liver axis)调控肝脏免疫微环境的作用逐渐成为研究热点,但如何通过调控菌群及其代谢物抑制HCC进展仍不明确。槐耳颗粒(Huaier granule, HEG)作为我国原创Ⅰ类抗肿瘤药物,在临床中显示出显著抗HCC效果,但其作用机制是否依赖肠道菌群尚待深入解析。
为回答上述问题,研究团队采用原位HCC小鼠模型,发现HEG能有效抑制肿瘤生长,且该作用依赖于肠道菌群的存在。通过16S rRNA测序技术,他们明确HEG显著改变了模型小鼠的肠道菌群结构,其中Adlercreutzia菌属的富集最为突出。进一步结合代谢组学分析及文献挖掘,锁定该菌属产生的代谢物Equol为HEG抗HCC的关键效应分子。体外实验验证表明,Equol可直接诱导HCC细胞发生G0/G1期周期阻滞,其机制是通过抑制Cyclin E1-CDK2/Rb信号通路实现;同时,Equol还能通过抑制MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)信号通路改善肿瘤免疫微环境。此外,HEG通过修复肠道屏障功能、增强结肠免疫应答,进一步强化了其对“肠-肝轴”的整体调控作用。
关键技术方法
本研究主要采用原位HCC小鼠模型进行体内药效评价;通过16S rRNA测序分析肠道菌群组成;结合非靶向代谢组学筛选差异代谢物;利用体外细胞实验验证Equol对HCC细胞周期及信号通路的影响。
研究结果
- 1.
HEG依赖肠道菌群抑制HCC进展
在原位HCC模型中,HEG显著抑制肿瘤生长,且抗生素清除肠道菌群后其抗肿瘤作用消失,证明HEG疗效依赖于肠道菌群。
- 2.
HEG重塑肠道菌群并富集Adlercreutzia
16S rRNA测序显示,HEG处理组中Adlercreutzia菌属丰度显著升高,提示该菌属可能参与HEG的抗HCC机制。
- 3.
Equol介导HEG抗HCC作用
代谢组学与实验验证共同表明,Adlercreutzia产生的Equol是HEG发挥抗HCC效果的关键代谢物。补充Equol可模拟HEG的抑瘤效果,而阻断Equol合成则削弱HEG疗效。
- 4.
Equol通过双重通路抑制HCC
Equol一方面通过抑制MAPK通路改善免疫微环境,另一方面通过下调Cyclin E1-CDK2/Rb信号诱导细胞周期阻滞,从而多途径抑制HCC发展。
结论与意义
本研究首次揭示HEG通过调控肠道菌群-代谢物Equol-肠-肝轴抑制HCC的分子机制,明确了Equol作为关键效应分子的双重作用路径。该研究不仅为HEG的临床应用提供了坚实的科学依据,也为HCC治疗提供了新的微生物-代谢物干预靶点。相关成果发表于《npj Biofilms and Microbiomes》,对推动菌群调控策略在肿瘤治疗中的应用具有重要参考价值。