埃及乳制品发酵乳杆菌抗结直肠癌活性研究：从传统食物到潜在疗法

《Annals of Microbiology》：Characterization of Limosilactobacillus fermentum for anti-cancer activity using HCT 116 from Egyptian dairy products

为解决结直肠癌（CRC）治疗难题，埃及研究人员从传统乳制品中筛选产胞外多糖（EPS）乳酸菌，发现 Limosilactobacillus fermentum RE 245 和 RE 280 有潜在抗癌效果，为 CRC 治疗提供新方向。

　　

研究背景：探索传统发酵乳制品中乳酸菌的抗癌潜力

在全球范围内，结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）严重威胁人类健康，其发病率在男性和女性中均位居前列，导致较高的死亡率。当前，CRC 的治疗手段主要包括手术、免疫治疗、化疗和放疗，但这些治疗方法存在诸多弊端。比如，大多数抗癌药物会引发免疫毒性，减缓身体的愈合进程，不仅会抑制癌细胞生长，还会对正常细胞的生长产生负面影响。

随着对天然产物研究的深入，从微生物和植物中提取的替代药物逐渐受到关注。这些天然来源的药物具有疗效好、安全性高、副作用少等优点。益生菌作为一类对宿主有益的活微生物，在促进肠道健康方面发挥着重要作用。其中，乳酸菌（Lactic Acid Bacteria，LAB）备受瞩目，研究发现它能够通过诱导细胞凋亡、结合遗传毒性致癌物以及刺激免疫因子的产生等机制，对癌症起到一定的预防和治疗作用。而乳酸菌产生的胞外多糖（Exopolysaccharides，EPS），因其具有多种生物活性和健康益处，如抗炎、抗氧化、抗肿瘤等，在疾病治疗领域展现出巨大的潜力。

传统发酵乳制品作为益生菌的天然宝库，可能蕴含着独特的益生菌菌株。对这些传统乳制品进行研究，不仅有助于发现新的益生菌菌株，还能为开发新型功能性食品和抗癌治疗方法提供理论依据。基于此，来自埃及亚历山大大学的研究人员开展了相关研究，旨在从传统埃及发酵乳制品中筛选具有潜在抗癌活性的产 EPS 乳酸菌，并评估其对 HCT-116 结肠癌细胞系的作用，该研究成果发表在《Annals of Microbiology》上。

研究方法：多技术探索乳酸菌抗癌奥秘

研究人员采用多种技术手段开展研究。首先，从埃及不同地区收集了 20 份传统发酵乳制品样本，包括 Laban Rayeb、Karish 奶酪和酸奶。通过在不同温度下的培养，从样本中分离出乳酸菌，并利用 M17、ST 和 MRS 等培养基进行纯化。接着，通过观察菌落的黏液状或绳索状外观、在含 ruthenium red 的培养基上的颜色反应以及荚膜产生情况，筛选出能够产生 EPS 的乳酸菌菌株。

为了评估这些菌株的特性，研究人员进行了多项实验。利用 DPPH 自由基清除活性和铁离子还原能力测定法，检测菌株的抗氧化活性；通过模拟人体胃肠道环境，测试菌株对低 pH、胃蛋白酶、胰蛋白酶和胆汁盐的耐受性；采用血琼脂平板法和纸片扩散法，分别测定菌株的溶血活性和抗生素敏感性；运用 MALDI-TOF MS 和 16S rRNA 基因测序技术，对筛选出的菌株进行鉴定。

在细胞实验方面，以 HCT-116 结肠癌细胞系为研究对象，通过 MTT 法评估菌株对癌细胞增殖的影响；利用 Annexin V/PI 染色和 Hoechst 33,342 染色，结合流式细胞术和荧光显微镜观察，分析细胞凋亡情况；运用定量实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）技术，检测凋亡相关基因和免疫调节细胞因子基因的表达变化。

研究结果：发酵乳杆菌展现抗癌实力

1. 乳酸菌的分离与筛选：研究人员成功从传统埃及发酵乳制品中分离出 91 株革兰氏阳性、过氧化氢酶阴性的 LAB 菌株，其中包括 59 株杆菌和 32 株球菌。经筛选，发现 Limosilactobacillus fermentum RE 245、Limosilactobacillus fermentum RE 280 和 Lactobacillus fermentum RE 281 具有产生 EPS 的能力，表现为黏液状或绳索状菌落、在 ruthenium red 牛奶培养基上形成白色菌落。
2. 抗氧化活性：对筛选出的 LAB 菌株进行抗氧化活性检测，结果显示 RE 245、RE 280 和 RE 281 均具有一定的 DPPH 自由基清除能力，其中 RE 245 的清除率最高，达到 62.43%。在铁离子还原能力方面，RE 245 也表现出较高的活性，为 30.08%，显著高于 RE 280 和 RE 281。
3. 胃肠道耐受性与安全性：模拟人体胃肠道环境实验表明，RE 245 和 RE 280 在低 pH（pH 2）条件下具有较好的存活率，分别为 62.3% 和 41.31%，在 pH 4 时存活率更高；对胃蛋白酶和胰蛋白酶也有较强的耐受性，在胰蛋白酶液中孵育 4 小时后，存活率接近 100%；对胆汁盐的耐受性也较高，存活率分别为 57.36% 和 76.21%。而 RE 281 在各方面的耐受性相对较弱。此外，所有菌株均无溶血活性，且对多种抗生素敏感，表明它们具有良好的安全性。
4. 抗癌活性：MTT 实验结果显示，RE 245 和 RE 280 对 HCT-116 细胞具有显著的抑制作用，在 72 小时时，细胞抑制率分别达到 86% 和 70%，与阳性对照 5 - 氟尿嘧啶（5-FU）相比，差异显著。Annexin V/PI 染色和 Hoechst 33,342 染色结果表明，RE 245 和 RE 280 能够诱导 HCT-116 细胞凋亡，RE 280 诱导的总凋亡率高达 81.19%（早期凋亡 5.24%，晚期凋亡 75.95%），RE 245 诱导的总凋亡率为 68.58%（早期凋亡 3.58%，晚期凋亡 65%），均高于 5-FU 诱导的凋亡率（31.54%，早期凋亡 12.38%，晚期凋亡 19.07%）。
5. 基因表达变化：qRT-PCR 检测结果显示，RE 245 和 RE 280 处理 HCT-116 细胞后，免疫调节细胞因子相关基因 IL-2 表达上调，IL-4、IL-6、CD1A 和 CD1B 基因表达下调；同时，癌细胞相关基因 BCL-2、PARK、TARC 和 LIF 的表达也显著下调。

研究结论与讨论：发酵乳杆菌的潜在应用价值

本研究从传统埃及发酵乳制品中成功筛选出 Limosilactobacillus fermentum RE 245 和 Limosilactobacillus fermentum RE 280，它们具有良好的益生菌特性，如对低 pH 和高胆汁盐的耐受性、抗氧化能力以及对多种抗生素的敏感性。这两种菌株对 HCT-116 结肠癌细胞系展现出显著的抗肿瘤活性，能够诱导细胞凋亡，并通过调节免疫调节细胞因子和癌细胞相关基因的表达发挥作用。

这些研究结果为结直肠癌的治疗提供了新的潜在选择。Limosilactobacillus fermentum RE 245 和 RE 280 有望开发成为功能性营养补充剂，用于辅助癌症治疗。然而，目前的研究仅在体外细胞实验中进行，未来还需要开展体内实验和临床试验，进一步评估其安全性和有效性。此外，深入研究这些菌株的作用机制，以及它们与其他抗癌药物的联合应用效果，也将为癌症治疗领域带来更多的突破。本研究为探索天然来源的抗癌物质开辟了新的道路，为未来癌症治疗的发展提供了有价值的参考。