多伦多大学的研究人员展示了低碳水化合物饮食如何加剧某些肠道微生物的DNA损伤效应，从而导致结直肠癌。
这项研究发表在《自然微生物学》杂志上，比较了三种不同饮食——正常饮食、低碳水化合物饮食或高脂肪高糖的西方饮食——与特定肠道细菌对小鼠结直肠癌发展的影响。
他们发现，当一种特定的大肠杆菌菌株与低碳水化合物和可溶性纤维缺乏的饮食结合时，会驱动结肠息肉的生长，而这些息肉可能是癌症的前兆。
“结直肠癌一直被认为是由多种因素引起的，包括饮食、肠道微生物群、环境和遗传因素，”该研究的资深作者、多伦多大学坦默蒂医学院免疫学教授Alberto Martin说。“我们的问题是，饮食是否会影响特定细菌引发癌症的能力？”
为了回答这个问题，由博士后研究员Bhupesh Thakur领导的研究人员检查了被三种先前与结直肠癌相关的细菌物种之一定植的小鼠，并分别喂食正常饮食、低碳水化合物饮食或西式饮食。
只有低碳水化合物饮食与产生DNA损伤化合物colibactin的大肠杆菌菌株结合时，才会导致结直肠癌的发展。
研究人员发现，缺乏纤维的饮食增加了肠道炎症并改变了通常驻留在那里的微生物群落，创造了一个有利于产生colibactin的大肠杆菌繁殖的环境。
他们还发现，喂食低碳水化合物饮食的小鼠其肠道微生物与结肠上皮细胞之间的黏液层较薄。黏液层作为屏障，保护肠道内的细菌与下面的细胞隔开。随着屏障变弱，更多的colibactin能够到达结肠细胞，造成基因损伤并驱动肿瘤生长。这些影响在具有错配修复途径基因突变的小鼠中尤为明显，这些突变阻碍了它们修复受损DNA的能力。
尽管Thakur和Martin都强调需要在人类中验证这些发现，但他们也对他们的研究可以应用于预防癌症的多种方式感到兴奋。
错配修复缺陷在结直肠癌中非常常见，这是加拿大第四大最常见的癌症。估计有15%的这些肿瘤具有错配修复基因突变。这些基因的突变也是林奇综合征的基础，这是一种显著增加个人患某些癌症（包括结直肠癌）风险的遗传病。
“我们能否识别出哪些林奇综合征患者携带这些产生colibactin的微生物？”Martin问道。他指出，对于这些人来说，他们的发现表明避免低碳水化合物饮食或使用特定抗生素治疗以清除产生colibactin的细菌可能有助于降低结直肠癌的风险。
Martin指出，一种名为Nissle的大肠杆菌菌株也产生colibactin，这种菌株通常存在于益生菌中。他的实验室正在进行的工作正在探索长期使用这种益生菌对林奇综合征患者或低碳水化合物饮食者是否安全。
Thakur对他们的研究中一个有趣的结果很感兴趣，即在低碳水化合物饮食中添加可溶性纤维会导致致癌大肠杆菌数量减少、DNA损伤减少和肿瘤数量减少。
“我们在饮食中补充了纤维，发现它减少了低碳水化合物饮食的影响，”他说。“我们现在正试图找出哪种纤维来源更有益，哪种纤维来源不太有益。”
为此，Thakur和Martin正与阿尔伯塔大学的研究员Heather Armstrong合作，测试补充可溶性纤维菊粉是否能减少产生colibactin的大肠杆菌并改善高风险个体（如患有炎症性肠病的人）的肠道健康。
“我们的研究强调了长期使用低碳水化合物、低纤维饮食的潜在危险，这是一类常见的减肥饮食，”Martin说。
“还需要更多的工作，但我们希望至少能提高人们的意识。”
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