德克萨斯大学MD安德森癌症中心的一项新的临床前研究表明，一种肠道细菌与短期禁食相结合，能够帮助小肠在辐射损伤后更有效地再生。
这些发现支持了一种可能的新策略，用于减少癌症患者放疗的有害副作用，可能使医生能够提供更安全、更有效的治疗。这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究由实验放射肿瘤学教授海伦·皮温尼卡-沃姆斯(Helen Piwnica-Worms)博士和基因组医学教授库纳尔·赖(Kunal Rai)博士共同领导。
"禁食有助于准备肠细胞在损伤后更快、更有效地做出反应，几乎就像用应急准备计划训练细胞一样，"皮温尼卡-沃姆斯说道。"这项研究有助于解释该计划是如何组织的，并确定了参与协调反应的关键细菌。"
为什么辐射损伤对癌症患者来说是个问题？
放射治疗是腹部癌症（包括胰腺癌、结直肠癌和妇科癌症）的常见治疗方法。然而，小肠对辐射非常敏感，其内壁受损会导致恶心、腹泻、感染，严重情况下可能导致危及生命的并发症。这些副作用通常限制了可以安全给予的辐射剂量。
皮温尼卡-沃姆斯实验室早期的临床前工作表明，治疗前禁食可以改善辐射后的肠道恢复，但这一效果背后的生物学机制尚未完全理解。
禁食如何准备肠道进行自我重建？
禁食24小时增加了小肠中一种名为嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)，或简称AKK的有益细菌的数量。AKK产生一种称为丙酸盐(propionate)的小分子，该分子与其他由禁食触发的代谢变化一起，向肠细胞内的组蛋白(histones)——DNA缠绕的蛋白质——添加小的化学标签。这些组蛋白标签在不改变遗传密码本身的情况下改变基因的读取方式。
这些化学标签作为一种预警系统，通过将DNA从组蛋白上解缠绕，允许在禁食期间积累的一组肠细胞中表达基因。这些细胞携带与再生相关的遗传程序，类似于预先加载了快速修复的指令。辐射治疗后，这些细胞扩展并促进肠道内壁的再生。
重要的是，研究人员发现，当选择性地去除AKK时，禁食的益处就消失了，这证实了它在再生过程中的关键作用。只有在重新引入AKK的同时进行禁食，再生反应才会恢复，这表明这两个组成部分都是产生反应所必需的。
研究结果表明，禁食在治疗前改变了肠细胞的生物状态，使损伤发生后能够更快、更有效地恢复。这条新发现的连接饮食、肠道微生物和组织再生的通路，可能有助于解释身体如何协调损伤后的恢复，并可能为支持接受放射治疗的患者提供新的机会。
这项研究的下一步是什么？
未来的研究可以调查这种再生通路是否可用于支持受癌症治疗影响的其他健康组织的恢复。如果结果一致，这种方法可能在对接受腹部放疗的患者进行临床试验。研究人员还对相同策略是否可能使其他快速分裂的组织（如骨髓）受益于治疗相关损伤感兴趣。
这些发现表明了可能不需要患者在治疗前禁食的新策略，例如微生物疗法或基于代谢物的方法。
"禁食对癌症患者来说并不总是实用的，而这项工作支持了增强治疗后恢复的几种其他潜在方式，"赖说道。"无论是通过饮食干预、靶向微生物还是它们的代谢物，目标都是在患者接受所需癌症治疗的同时，更有效地帮助修复健康组织。"
本研究得到了美国国立卫生研究院(NIH)下属的国家癌症研究所(NCI)和德克萨斯癌症预防与研究中心(CPRIT)的支持。有关合作作者、披露和资金来源的完整列表，请参阅《美国国家科学院院刊》中的完整论文。
"禁食有助于准备肠细胞在损伤后更快、更有效地做出反应，几乎就像用应急准备计划训练细胞一样。这项研究有助于解释该计划是如何组织的，并确定了参与协调反应的关键细菌。"
海伦·皮温尼卡-沃姆斯(Helen Piwnica-Worms)，博士
实验放射肿瘤学
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