通过基因改造小鼠模型，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究团队首次揭示了肠道菌群平衡与早发性结直肠癌之间的具体作用机制。这项发表在《美国生理学杂志-胃肠和肝生理学》的研究表明，肠道菌群失衡及其代谢物改变是诱发早期结直肠癌的重要因素。
研究团队通过构建缺乏免疫调控基因的小鼠模型，模拟人类早发性结肠炎（结直肠癌前病变）的肠道环境。通讯作者、食品科学与人类营养学系副教授Hong Chen指出："当这些基因缺陷小鼠处于应激状态时，会发展出更严重的结肠炎，并伴随更高的早发性结直肠癌风险。这种风险增加源于肠道菌群失衡及其代谢物的改变。"
研究人员发现，基因缺陷导致的慢性炎症环境促进了"有害菌群"的异常增殖，同时抑制了有益菌群的正常生长。这些有害微生物在应激环境下产生的代谢物对宿主细胞具有显著毒性作用。与之形成对比的是，在稳态环境中，有益菌群主要产生短链脂肪酸等有益代谢物。
通过对比基因改造小鼠与正常小鼠的微生物群落及其代谢物特征，研究团队建立了明确的菌群失衡标志谱系。"我们观察到，具有早发性结肠炎遗传特征的小鼠，其肠道菌群呈现典型的致病性失衡模式——促炎菌群显著增加，抗炎菌群明显减少。"Chen教授补充道。
这项研究的重要突破在于发现了与人类结直肠癌风险相关的特征代谢物谱系。研究团队特别关注到某些关键代谢物的改变，这些发现为开发转基因小鼠模型作为干预工具研究平台提供了可能。未来，研究人员计划通过补充特定益生菌及其代谢物来调节失衡的肠道菌群。
"我们希望通过测试鉴定出的益生菌和代谢物，找到能够有效干预这种癌症风险的新策略。"Chen教授表示。该研究团队由食品科学与人类营养学系牵头，得到了农业、消费者与环境科学学院的支持。这项突破性发现为理解肠道菌群与癌症进展的复杂关联提供了新的分子机制证据，也为结直肠癌的早期预防和干预开辟了新路径。
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