Cell子刊:高脂飲食或可導(dǎo)致腸道腫瘤
在許多組織中,肥胖是癌癥的既定危險(xiǎn)因素。在哺乳動物的腸道中,親肥胖的高脂飲食(HFD)通過增加腸道干細(xì)胞(ISC)的數(shù)量、增殖和功能來促進(jìn)再生和腫瘤發(fā)生。雖然PPAR(過氧化物酶體增殖物激活受體)的核受體活性被認(rèn)為可以促進(jìn)這些作用,但它們的確切作用尚不清楚。這里作者發(fā)現(xiàn),在體內(nèi)功能喪失的模型中,PPARa和PPARd對ISCs的HFD反應(yīng)有貢獻(xiàn)。從機(jī)理上講,這兩種PPAR都是通過強(qiáng)有力地誘導(dǎo)下游脂肪酸氧化(FAO)代謝程序來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的。CPT1A(線粒體FAO的速率控制酶)的藥理和遺傳破壞會鈍化ISCs中的HFD表型。此外,抑制CPT1A可抑制HFD對早期腫瘤發(fā)生和發(fā)展的促腫瘤作用。這些發(fā)現(xiàn)表明,抑制HFD激活的FAO計(jì)劃創(chuàng)造了一個治療機(jī)會,以對抗HFD對ISCs和腸道腫瘤的影響。
肥胖會增加多種癌癥的發(fā)病率和死亡率,包括腸癌。肥胖導(dǎo)致結(jié)腸癌風(fēng)險(xiǎn)增加的因素很多,包括全身生長因子、內(nèi)臟脂肪組織、微生物群、膽汁酸、炎癥和飲食成分的變化。飲食尤其突出,它是一個重要的環(huán)境和生活方式因素,直接影響腸道再生和腫瘤的發(fā)生。例如,作者和其他人已經(jīng)證明,西方飲食(富含脂肪和糖的飲食)的成分,如過量的脂肪酸、膽固醇、高果糖玉米糖漿和低維生素D,通過不同的機(jī)制促進(jìn)了腸道腫瘤的形成。這些不同的飲食干預(yù)措施模仿了人類肥胖飲食的各個方面,并增加了腫瘤的發(fā)生。準(zhǔn)確地了解每種飲食是如何做到這一點(diǎn)的,將為早期癌癥是如何形成的,或者這種飲食強(qiáng)加的代謝程序是否可以用于治療提供新的見解。
腸上皮細(xì)胞位于消化和吸收的前線,并通過主動循環(huán)位于腸腺底部的Lgr5+腸干細(xì)胞(ISCs)來維持,這些細(xì)胞對飲食提示做出反應(yīng)。這些Lgr5+ISCs存在于支持性微環(huán)境中,或稱利基細(xì)胞,由小腸Paneth細(xì)胞、結(jié)腸深分泌細(xì)胞、基質(zhì)免疫細(xì)胞和向干細(xì)胞提供指導(dǎo)性信號的間質(zhì)細(xì)胞類型組成。酮體是FAO的終末氧化產(chǎn)物,通過調(diào)節(jié)Notch信號介導(dǎo)飲食對ISCs的一些直接影響。因此,存在使ISCs能夠協(xié)調(diào)組織適應(yīng)與飲食線索的不同策略。
腸道對HFD的適應(yīng)可能涉及PPAR靶標(biāo)的多個下游作用。例如,PPARd通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)吸收、膽固醇運(yùn)輸和腸內(nèi)分泌細(xì)胞功能,在腸道生理中發(fā)揮關(guān)鍵作用。作者先前觀察到,HFD來源的或GW激動劑治療的ISCs和祖細(xì)胞顯著上調(diào)FAO中涉及的基因;然而,F(xiàn)AO在介導(dǎo)ISCs和由此產(chǎn)生的腫瘤中HFD或PPAR反應(yīng)的某些方面的功能作用尚不清楚。在這里,作者調(diào)查了Ppard和Ppara以及他們的FAO代謝程序作為ISC適應(yīng)HFD的驅(qū)動因素的必要性,以及HFD強(qiáng)加的FAO是否是早期腸腺瘤發(fā)生和發(fā)展的治療脆弱性。
重要的是,F(xiàn)AO的誘導(dǎo)是HFD誘導(dǎo)的PPARd/a計(jì)劃的一個共同的下游和有針對性的特征,可以被利用來改善這種肥胖模型的干性和癌癥后果。Wang等人發(fā)現(xiàn)HFD激活的Nanog程序以PPARd依賴的方式促進(jìn)結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移。例如,在這種飲食模式中,F(xiàn)AO可能會激活Nanog的一些下游效應(yīng),并為結(jié)腸癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移提供治療代謝靶點(diǎn)。此外,上皮FAO可能具有非細(xì)胞自主效應(yīng),在HFD狀態(tài)下影響腫瘤微環(huán)境,導(dǎo)致疾病進(jìn)展。終末,隨著人們對利用飲食誘導(dǎo)的新陳代謝脆弱性的興趣增加,以及我們對支配這些方法的途徑的理解不斷擴(kuò)大,探索FAO抑制是否可以用于治療HFD或PPAR激動劑刺激的腫瘤將是迫切需要進(jìn)行的。
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