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肠道微生物群,细菌代谢物和结肠直肠癌

要点

  • 饮食摄入量对肠道环境有着重要的影响,其中大部分是由肠道菌群的代谢活动对饮食的化合物。不同的微生物代谢产物有可能促进和预防结直肠癌(CRC)。

  • 越来越多的证据表明,microbial-derived短链脂肪酸控制炎症和调节性T细胞的数量。这涉及到主机的抑制组蛋白去乙酰酶抑制剂,与细胞表面受体相互作用。

  • 多个物种肠道微生物群的复杂角色释放和转化diet-derived植物化学物质和host-derived胆汁酸和glycoconjugates,所有这些影响整个微生物代谢物。

  • 改变肠道微生物群的构成可以检测到在粪便样本和肿瘤相关社区与CRC相关联。虽然许多这些变化可能是重要的,一些特定的病原体导致因果关系和疾病进展。

  • 不太可能的病因学CRC可以归结于单一病原物种的存在和活动,并建议应该考虑微生物代谢产物的累积效应更好地预测和预防癌症的发展。

文摘

越来越多的证据表明,人类的肠道微生物群有助于结直肠癌(CRC)的病因学,不仅通过特定病原体的pro-carcinogenic活动也更广泛的微生物群落的影响,特别是其代谢物。最近的数据表明,短链脂肪酸酯、丙酸和丁酸盐功能的抑制炎症和癌症,而其他微生物代谢物,如次级胆汁酸,促进致癌作用。在这次审查中,我们讨论饮食之间的关系,微生物代谢和CRC和认为,微生物代谢产物的累积效应应考虑为了更好地预测和防止癌症的发展。

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图1:负责生物合成的途径来自碳水化合物发酵的主要微生物代谢物和细菌槽。
图2:抗炎、抗凋亡的影响结肠细菌及其代谢产物,减轻结肠直肠致癌作用。
图3:炎性和结肠细菌及其代谢产物能损伤dna的影响被认为有助于大肠癌致癌作用。
图4:主要从饮食和环境微生物代谢物形成化合物参与大肠癌的起始和/或发展。

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下载参考

确认

P.L.和H.F.承认苏格兰政府粮食的土地和人民的支持计划。作者感谢a·沃克和r·巴克的批判阅读手稿。

作者信息

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作者

相应的作者

对应到哈里·j·弗林特

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有竞争的经济利益。

幻灯片

术语表

抗性淀粉

饮食的一部分淀粉不消化在小肠被宿主酶和到达结肠。

Non-digestible碳水化合物

不消化的膳食碳水化合物哺乳动物的酶在小肠和结肠,在那里他们可以用作居民基质微生物群。

粘蛋白

高分子量糖蛋白是由肠道上皮细胞,形成肠道壁的黏液层;它可以用来作为能源的肠道细菌。

非淀粉多糖

Non-digestible碳水化合物以外的抗性淀粉,包括纤维素、阿糖基木聚糖,xyloglucans,果胶和牙龈。

乙酸

一个术语用来描述细菌从二氧化碳和氢产生醋酸(或甲酸)通过Wood-Ljungdahl通路。

甲烷生成

甲烷的过程是由二氧化碳和氢产甲烷古菌(或甲酸)。

Wood-Ljungdahl通路

连续的生化反应的集合导致从二氧化碳和氢乙酸的形成。几个细菌使用这个路径的生成能量,也是被某些细菌和古菌的同化二氧化碳转化为生物量。

丙烯酸酯途径

连续的生化反应的集合导致丙酸乳酸的转换被某些细菌壁厚菌门。

丙二醇通路

的顺序集合生化反应导致的转换deoxy-sugars丙酸(如鼠李糖和海藻糖)通过特定的肠道细菌。

组蛋白去乙酰酶抑制剂

(hdac)。除去组蛋白乙酰基酶,是结构性蛋白质DNA打包成结构单元。脱乙酰作用导致更多凝聚染色质,改变基因的表达。

结肠调节性T细胞

(cT注册细胞)。T淋巴细胞的一个子集,在结肠癌和维持免疫耐受是至关重要的。

AP-1信号通路

的途径,通过转录因子调控基因表达激活蛋白1 (AP-1)。

多酚类物质

有机化合物含有苯酚半个;他们是由植物和涉及在许多生物过程,包括抵御食草动物。

硫配糖体

加压法自然化合物存在于甘蓝类蔬菜。它们被转换为次生化合物(包括异硫氰酸酯),被认为是促进健康的作用。

植物化学物质

天然化合物,是由植物和属于一系列生化类。

异型生物质

化合物不常出现在一个生物体,如药物或环境污染物。

配糖体

化合物,绑定到一个糖残基通过糖苷键。

葡糖苷酸

化合物,绑定到一个葡萄糖醛酸残基通过糖苷键。

苷配基

删除后的化合物所产生的糖或糖酸(如葡萄糖醛酸)糖苷或葡糖苷酸残留。

亚硝化作用

的过程转换为亚硝基化合物(n = O)——包含衍生品。

二次胆汁酸

由肠道细菌的代谢产物初级胆汁酸。

初级胆汁酸

类固醇酸在人体肝脏内合成,并分泌到肠道,促进脂肪的消化。

模式识别受体

(PRRs)。先天免疫蛋白质识别和响应的微生物至关重要。最常见的PRRs包括toll样受体,nod样受体,RIGI-like受体和DNA受体(即胞质DNA传感器)。

Microorganism-associated分子模式

(mamp)。守恒的微生物组成,如脂多糖肽聚糖,鞭毛蛋白和核酸检测的宿主先天免疫系统通过模式识别受体。

结肠炎

结肠炎症或大肠。

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路易斯,P。,Hold, G. & Flint, H. The gut microbiota, bacterial metabolites and colorectal cancer.Nat Microbiol牧师12,661 - 672 (2014)。https://doi.org/10.1038/nrmicro3344

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