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2021-11-16高脂飲食將影響免疫細胞 對腸道腫瘤細胞的辨識 479 期

Author 作者 編譯|劉姿婷

長期攝取高油脂食物的飲食型態,可能與一些癌症,如大腸直腸癌的發生有關。

腸道中的Lgr5 +腸道幹細胞(intestinal stem cells, ISCs),可感應來自腸道周圍環境的訊號,包含飲食營養成份、腸道中的共生微生物,以及免疫細胞,進而透過不同的分化訊號,調控腸道上皮細胞進行分化並快速更新。免疫細胞在生物體中進行巡邏,負責清除外來或異常的細胞。一些特定的免疫細胞,能夠辨識細胞膜表面上的「標籤」來判斷細胞的正常與否,這種標籤稱為主要組織相容性複合體(major histocompatibility complex,MHC),共分為兩型——第一型MHC可啟動CD8+ T細胞的細胞毒殺作用,第二型MHC則是啟動CD4+T細胞的活化。CD4+ T細胞可協助CD8+ T細胞,並分泌出一些細胞激素(cytokine)來對抗腫瘤,因此在腫瘤免疫上扮演著重要的角色。

近期,美國冷泉港實驗室(Cold Spring Harbor Laboratory)最新的研究發現,餵食高脂飲食的小鼠,其Lgr5+腸道幹細胞表面的第二型MHC會明顯減少,這可能使前惡性腸道幹細胞(premalignant ISC)能夠躲避免疫細胞的辨識,並成為引發腸道腫瘤的起始點,此篇研究成果發表於《細胞幹細胞》(Cell Stell Cell)期刊。

實驗中發現,相較於正常飲食組,餵食高脂飲食小鼠的Lgr5+腸道幹細胞,有關第二型MHC反應,以及抗微生物的相關基因表現量都明顯的降低,且在高脂飲食小鼠的腸道中,螺旋菌(Helicobacter)也明顯減少。由於螺旋菌會活化模式識別受體 (pattern recognition receptor, PPR)以及干擾素γ(IFNγ)的訊息路徑,而這兩種機制又與第二型MHC分子的表現調控有關,因此研究團隊進一步利用基因剔除小鼠模式證明,螺旋菌藉由PPR與IFNγ訊息路徑的活化,調控腸道幹細胞的第二型MHC表現。而在高脂飲食的影響下,腸道的螺旋菌減少,減弱了這兩種途徑的活化,導致腸道幹細胞第二型MHC的表現量下降,因此不利於免疫細胞辨識前惡性腸道幹細胞的存在,並無法即時啟動後天免疫反應將其清除,可能是導致腸道腫瘤形成的原因。

研究團隊表示:「飲食、微生物、免疫辨識的交互作用,可以幫助我們解釋生活型態因子如何影響腫瘤的起始、進展,或對治療做出的反應。如果我們可以利用正向方法,改變免疫辨識分子的表現量,腫瘤就更有可能被免疫細胞辨識。我們希望此發現可以結合現今的策略,例如免疫療法,一同對抗腫瘤。」

雖然腫瘤細胞可能會發展一些策略來逃避免疫系統的攻擊,但此研究的發現更意味著,藉由飲食、藥物,或改變腸道菌叢來增加第二型MHC的表現,可能是強化對抗癌症的免疫治療的新方法。

 

新聞來源
1. Semir Beyaz et al., Dietary suppression of MHC class II expression in intestinal epithelial cells enhances intestinal tumorigenesis. Cell Stem Cell, S1934-5909(21)00344-1, 2021.
2. How high-fat diets allow cancer cells to go unnoticed. ScienceDaily, 2021/9/28.