《Journal of Agriculture and Food Research》：Prolonged lauric acid adaptation enhances the anti-angiogenic and pro-apoptotic effects of Lactobacillus plantarum metabolites on HCT-116 colorectal cancer cells
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本研究探讨益生菌植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）在长期暴露于月桂酸（lauric acid, LA）后其代谢产物抗癌特性的变化。研究人员制备了经LA处理的植物乳杆菌的细胞游离上清（cell?free supernatants, CF
本研究探讨益生菌植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）在长期暴露于月桂酸（lauric acid, LA）后其代谢产物抗癌特性的变化。研究人员制备了经LA处理的植物乳杆菌的细胞游离上清（cell?free supernatants, CFS）（简称LA?CFS）及未处理对照组的CFS，并在HCT?116结直肠癌细胞模型中比较两者的细胞毒性与基因毒性效应。结果显示，经LA培养的L. plantarum在酸性条件（pH 3.0）下的耐受性显著提高，且对大肠杆菌（Escherichia coli）、伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhi）、肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）及铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）等病原菌的抗菌活性增强。LA?CFS将HCT?116细胞的半数抑制浓度（half?maximal inhibitory concentration, IC50）由未处理CFS的95.12%（v/v）降至66%（v/v）。Annexin V/FITC?PI染色结果显示，与CFS相比，LA?CFS显著减少活细胞比例至11.66%，并将晚期凋亡率提升至57.26%。DAPI染色证实LA?CFS通过核碎裂诱导细胞凋亡。迁移实验显示，LA?CFS在48小时对细胞迁移的抑制率较CFS高出18.17%；三维肿瘤球体模型显示，LA?CFS在48小时与72小时分别降低球体密度18.41%与47.77%。基因表达分析表明，LA?CFS在HCT?116细胞中上调CASP8（1.2倍）与BAX（1.22倍），并下调AKT（2.92倍），提示可能通过TP53非依赖的外源性凋亡信号通路启动，并由线粒体途径增强。鸡胚绒毛尿囊膜（chorioallantoic membrane, CAM）实验显示，LA?CFS的抗血管生成作用（34%抑制率）显著高于CFS（15%）。结果表明，长期LA适应可显著提升L. plantarum CFS的抗癌效能，为结直肠癌研究提供了潜在的应用前景。
研究背景
结直肠癌（colorectal cancer, CRC）是全球发病率第三的恶性肿瘤，每年新发病例约占全部癌症的10%，且受遗传、生活方式及膳食模式等多因素影响。现有化疗药物虽广泛应用，但常伴随脱靶副作用及多重耐药性问题。益生菌尤其是乳酸菌属的植物乳杆菌（L. plantarum）因其抗氧化、免疫调节及代谢调控功能，被认为具有预防与治疗CRC的潜力。膳食成分如月桂酸（lauric acid, LA）作为中链饱和脂肪酸，亦被证实具有抗菌、抗氧化及诱导结肠癌细胞凋亡的作用。鉴于益生菌在肠道内持续接触膳食成分，LA可能通过改变L. plantarum的代谢谱进而影响其生物活性，因此研究人员开展此项工作，以评估长期LA暴露是否增强该菌株代谢产物的抗癌效应。该研究发表于《Journal of Agriculture and Food Research》。
主要技术方法
研究人员采用逐步递增浓度的LA对L. plantarum进行适应性培养，获得LA耐受菌株，并收集其细胞游离上清（CFS）用于后续实验。实验使用HCT?116人结肠癌细胞系作为模型，通过MTT法测定细胞活力并计算IC50，利用流式细胞术结合Annexin V/FITC?PI染色区分细胞死亡类型，DAPI荧光染色观察核形态变化，划痕实验检测细胞迁移能力，三维肿瘤球体模型评估立体环境下的细胞杀伤效果，qRT?PCR分析凋亡相关基因的表达变化，鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）实验验证抗血管生成活性。
研究结果
3.1 CFS制备
通过逐步提升LA浓度，L. plantarum成功适应最高200 μg/mL的LA环境，细菌生长恢复并超过对照组水平，证实LA耐受性建立。
3.2 CFS蛋白活性评估
蛋白酶K处理导致CFS抗菌活性完全丧失，表明其活性来源于蛋白质类代谢产物。
3.3 益生菌特性评估
LA适应株在pH 3.0条件下的存活率显著高于未适应株，且对多种病原菌的抑制作用更强。
3.4 MTT细胞毒性实验
LA?CFS在48小时的IC50为66%（v/v），显著低于未处理CFS的95.12%（v/v），表明其细胞毒性更强。
3.5 Annexin V/FITC?PI凋亡检测
LA?CFS将晚期凋亡率提高至57.26%，活细胞比例降至11.66%，坏死率极低。
3.6 DAPI染色
LA?CFS诱导显著的核碎裂与核面积缩小（降低47.72%），高于CFS的12.09%。
3.7 细胞迁移实验
LA?CFS在48小时对细胞迁移的抑制率达60.42%，比CFS高15.16%。
3.8 三维肿瘤球体实验
LA?CFS在48小时与72小时分别降低球体密度25.73%与58.49%，扫描电镜显示细胞结构严重破坏。
3.9 基因表达分析
LA?CFS上调CASP8与BAX，下调AKT，TP53表达无显著变化，提示TP53非依赖性凋亡机制。
3.10 CAM抗血管生成实验
LA?CFS抑制血管生成34%，显著高于CFS的15%。
讨论与结论
研究结果表明，长期LA适应可显著增强L. plantarum的酸耐受性及抗菌活性，并通过改变其代谢产物组成，提升对HCT?116细胞的毒性、凋亡诱导能力、迁移抑制效果及抗血管生成作用。基因表达变化提示，LA?CFS可能通过外源性凋亡通路启动，并经由线粒体途径放大效应。这一发现为膳食脂肪酸与益生菌的联合应用提供了理论依据，尤其在富含椰子油的人群中，或可成为结直肠癌预防与辅助治疗的新策略。研究人员指出，未来需结合代谢组学分析明确具体活性分子，并在体内模型中验证其生理相关性，以推进临床转化。
