每个人都清楚运动的好处。它有助于保持心脏健康、肌肉强健以及头脑清醒。但你是否想过,运动或许还能帮助对抗癌症?
来自匹兹堡大学的科学家们发现了一些令人惊讶的结果。运动不仅对身体有益,还会改变我们体内微小的微生物群。这些变化甚至可以提升癌症治疗的效果。
这项研究将三个因素联系在一起:运动、肠道微生物组以及癌症治疗的成功率。多年来,研究人员已经知道运动可以辅助癌症疗法,同时也了解运动会改变小鼠和人体内的肠道细菌。然而,此前从未有人将这两者之间的联系真正建立起来。
运动改变肠道环境以对抗癌症
“我们早就知道运动可以提高癌症免疫疗法的效果,我们也分别了解到运动能够改变小鼠和人类的微生物组。”该研究论文的资深作者Marlies Meisel博士表示,“这项研究首次建立了这种联系,表明由运动引发的肠道微生物组变化通过甲酸盐增强了免疫系统,并提升了免疫疗法的效率。这一发现为针对微生物组的新治疗策略打开了大门。”
用简单的话来说,运动重塑了肠道环境,使癌症药物更加有效。研究团队首先比较了两组小鼠的情况。一组在四周内进行了大量运动,而另一组则几乎不活动。
当引入癌细胞后,运动带来的差异变得清晰可见。运动组的小鼠肿瘤更小,寿命也更长。
肠道微生物驱动癌症防护机制
一个意想不到的转折出现了——当研究人员使用抗生素清除小鼠体内的肠道细菌后,运动不再产生保护作用。
“当我们排除了微生物的影响后,运动对小鼠癌症结果就没有任何影响了。”本研究的第一作者Catherine Phelps说道,“我们惊讶地发现,运动带来的益处竟然如此明确地源自微生物组。”
这个发现彻底颠覆了人们的认知。起作用的并不仅仅是运动本身,而是那些对运动作出反应的肠道细菌才是关键所在。
肠道化合物与运动相关性
接下来,研究团队进一步深入探讨:究竟是什么细菌特性起到了帮助作用?答案并不只是细菌本身,而是它们所产生的化学物质。
科学家们使用了一种名为SLIDE的机器学习工具来寻找答案。SLIDE揭示了一个意想不到的“英雄”——甲酸盐(formate)。
这种由肠道微生物产生的简单分子改变了整个局面。甲酸盐增强了被称为CD8 T细胞的免疫细胞活性,而这些细胞正是人体对抗癌症的主要力量。
当研究人员直接给小鼠注射甲酸盐时,它们的肿瘤缩小了,存活时间也延长了。而当甲酸盐与癌症免疫疗法结合使用时,治疗效果进一步提升。
“能识别出一种特定的细菌代谢物,在小鼠中模拟了运动的效果,这非常令人兴奋。”Meisel说,“未来,甲酸盐或许可以作为辅助疗法进行研究,以提高那些对免疫检查点抑制剂无反应患者的疗效。”
关于癌症与运动的研究
虽然小鼠模型中的运动与癌症关系令人振奋,但最终还是要看人类的情况。因此,研究人员对患有晚期黑色素瘤的人类患者进行了研究。
研究人员检测了这些患者的血液中是否存在甲酸盐。结果显示,体内甲酸盐水平较高的患者在接受癌症治疗时效果更好。
随后,他们又进行了一项巧妙的实验。研究人员收集了这些患者的粪便样本,并将其移植到患有黑色素瘤的小鼠体内。
一些小鼠接受了来自甲酸盐含量较高患者的粪便样本,另一些则接受了来自甲酸盐较低患者的样本。
结果非常明显。接受高甲酸盐供体粪便的小鼠更能有效对抗癌症,其免疫系统也被激活。
某些肠道微生物效果更佳
粪便微生物移植(FMT)已经被用于辅助癌症治疗的研究,但目前尚不清楚为何某些供体样本比其他样本更有效。
“我们希望描述代谢生物标志物,以识别FMT中的‘超级供体’,因为目前这方面仍是一个黑箱。”Meisel表示,“目前大家关注的是细菌种类,但我们的研究表明,问题的关键不仅在于哪些微生物存在,还在于它们在做什么,以及它们产生了哪些代谢物。”
这是一种思维方式的重大转变。与其关注肠道中有哪些细菌,不如更关注这些细菌产生了哪些化学物质。
运动对抗癌症的新路径
这项研究打开了许多新的可能性。Meisel及其团队现在正思考,由运动引发的肠道变化是否也能帮助应对其他疾病。
研究人员特别好奇运动是否对自身免疫性疾病也有帮助,同时也在探索运动究竟如何最初改变了肠道微生物组。
有一点是确定的:运动在癌症治疗中的作用远比表面看起来强大。它不仅锻炼肌肉或消耗卡路里,还改变了肠道化学环境,这也许在未来能改善癌症治疗效果。
该研究发表在《Cell》期刊上。
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