結(jié)直腸癌是一種常見的癌癥?，F(xiàn)在，新加坡的科學(xué)家們想出一個(gè)妙招能夠預(yù)防它：利用被改造的共生菌，將西藍(lán)花、甘藍(lán)等植物中的一種天然物質(zhì)，轉(zhuǎn)變成強(qiáng)大的抗癌化合物。這一策略可以減少患癌小鼠75%的癌細(xì)胞，抑制腫瘤生長(zhǎng)。未來，“共生菌+蔬菜”的組合或可在抗癌領(lǐng)域發(fā)揮巨大潛能。

1月10日，這篇發(fā)表于《Nature Biomedical Engineering》期刊、由新加坡國(guó)立大學(xué)（NUS）Matthew Wook Chang教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)獲得的研究結(jié)論吸引了媒體的注意。

圖片來源：期刊（doi:10.1038/s41551-017-0181-y）

1植物中潛在的抗癌產(chǎn)物

事實(shí)上，食用富含異硫氰酸鹽（isothiocyanates）、吲哚類、生物堿、酚類等天然產(chǎn)物的食物是預(yù)防癌癥的一種方法。但是，研究人員強(qiáng)調(diào)：“這些天然產(chǎn)物生物利用率低、宿主吸收率差，一般的食用量難以達(dá)到化學(xué)預(yù)防效果。”

而且，許多潛在的抗癌代謝物需要在特定酶的催化下才能發(fā)揮作用。存在于十字花科植物（花椰菜、甘藍(lán)、白菜等）中的硫代葡萄糖苷（又稱芥子油苷，glucosinolate）就是其中一種。研究發(fā)現(xiàn)，十字花科植物擁有特定的酶——myrosinase，負(fù)責(zé)將硫代葡萄糖苷轉(zhuǎn)變成蘿卜硫素（sulforaphane），用于自我防御。

蘿卜硫素被證實(shí)是一種具有抗癌特性的有機(jī)小分子，能夠抑制細(xì)胞周期、促進(jìn)細(xì)胞凋亡因子的表達(dá)。遺憾的是，哺乳動(dòng)物不產(chǎn)生Myrosinase酶。

2改造細(xì)菌，使其表達(dá)關(guān)鍵酶

雖然結(jié)直腸癌早期診斷結(jié)合手術(shù)可以很好地治療，但是約60%的患者確診時(shí)已經(jīng)是晚期，預(yù)后效果有限。

Matthew Wook Chang教授團(tuán)隊(duì)推測(cè)：如果向胃腸道提供Myrosinase酶，那么食用十字花科蔬菜是否能夠發(fā)揮抗癌作用？

為了驗(yàn)證假設(shè)，他們改造了一種大腸桿菌，使其能夠特異性靶向結(jié)直腸癌（CRC），結(jié)合于腫瘤細(xì)胞表面，并分泌Myrosinase酶。

理論上，這一共生菌能夠催化來源于十字花科蔬菜的硫代葡萄糖苷，生成具有抗癌特性的蘿卜硫素。當(dāng)癌細(xì)胞被消滅掉，這些工程菌會(huì)從腫瘤細(xì)胞上脫離，隨排泄物離開人體。（圖片來源：期刊）

3“共生菌+蔬菜”，高效抑制腫瘤生長(zhǎng)

在體外試驗(yàn)中，“工程菌+西藍(lán)花提取物”的混合制劑能夠近100%地阻止小鼠、人類CRC腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。當(dāng)以結(jié)直腸癌小鼠為模型，這一組合可以降低75%的腫瘤數(shù)量，抑制腫瘤生長(zhǎng)。

“這一研究提醒我們，吃蔬菜很重要。”文章第一作者Chun-Loong Ho強(qiáng)調(diào)道。

4預(yù)防癌癥、減少?gòu)?fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)

NUS團(tuán)隊(duì)第一次證實(shí)，經(jīng)過人工改造的大腸桿菌可以在體外培養(yǎng)并分泌Myrosinase酶。更讓他們驚喜的是，“工程菌+硫代葡萄糖苷”能夠清除超95%的癌細(xì)胞。

研究人員預(yù)測(cè)，這一策略既可以預(yù)防癌癥，也可以清除術(shù)后殘留的癌細(xì)胞。“這些細(xì)菌可以作為膳食補(bǔ)充劑預(yù)防CRC的發(fā)生，減少術(shù)后復(fù)發(fā)概率。”Chang表示，“這一治療方案成本低、可持續(xù)性高，且不會(huì)額外增加癌癥患者的負(fù)擔(dān)。”