研究：肉类和奶制品中的营养素可改善对癌症的免疫反应

根据芝加哥大学研究人员的一项新研究，在肉类和乳制品中发现的长链脂肪酸可以提高某些免疫细胞杀死癌细胞的能力。

这种营养素被称为反式牛痘酸或TVA，存在于由进化为放牧的动物（如牛和羊）制成的食品中。研究发现，TVA提高了一种称为CD8 + T细胞的免疫细胞浸润肿瘤和攻击癌细胞的能力。

该研究还发现，血液中循环中TVA水平较高的患者对免疫疗法的反应更好，这表明它可能具有作为营养补充剂的潜力，以补充癌症的临床治疗。

“有许多研究试图破译饮食与人类健康之间的联系，由于人们吃的食物种类繁多，因此很难理解其潜在机制。但是，如果我们只关注食物中的营养素和代谢物，我们就会开始看到它们如何影响生理学和病理学，“芝加哥大学珍妮特·戴维森·罗利杰出医学教授、新研究的资深作者之一陈静说。“通过关注可以激活T细胞反应的营养素，我们发现了一种通过激活重要的免疫途径来增强抗肿瘤免疫力的营养物质。

虽然这项研究的重点是TVA，但科学家们认为，在植物中尚未发现的化合物很有可能具有类似的效果。

研究结果发表在 《自然》杂志上。

激活免疫细胞的营养素

Chen的实验室专注于了解血液中循环的代谢物、营养物质和其他分子如何影响癌症的发展和对癌症治疗的反应。

在这项新研究中，两位博士后研究员Hao Fan和Siyuan Xia（均为共同第一作者）组装了一个“血液营养素”化合物库，该库由255种来自营养素的生物活性分子组成。他们筛选了这个新库中的化合物，以确定它们通过激活CD8 + T细胞来影响抗肿瘤免疫的能力，CD8 + T细胞是一组对杀死癌变或病毒感染细胞至关重要的免疫细胞。

在科学家评估了人类和小鼠细胞中排名前六的候选细胞后，他们发现TVA表现最好。TVA是母乳中含量最丰富的反式脂肪酸，但人体不能自行产生。只有大约 20% 的 TVA 被分解成其他副产物，剩下 80% 在血液中循环。“这意味着它一定有其他事情，所以我们开始更多地研究它，”陈说。

然后，研究人员对不同肿瘤类型的细胞和小鼠模型进行了一系列实验。与喂食对照饮食的小鼠相比，喂食富含TVA的小鼠的饮食显着降低了黑色素瘤和结肠癌细胞的肿瘤生长潜力。TVA饮食还增强了CD8 + T细胞浸润肿瘤的能力。

该团队还进行了一系列分子和遗传分析，以了解TVA如何影响T细胞。其中包括一种用于监测单链DNA转录的新技术，称为kethoxal辅助单链DNA测序（KAS-seq），由芝加哥大学John T. Wilson杰出服务化学教授Chuan He和该研究的另一位资深作者开发。

由Chen和He实验室进行的这些额外测定表明，TVA使细胞表面一种称为GPR43的受体失活，该受体通常由肠道微生物群产生的短链脂肪酸激活。TVA 压倒这些短链脂肪酸并激活称为 CREB 通路的细胞信号传导过程，该过程参与多种功能，包括细胞生长、存活和分化。该团队还表明，GPR43受体仅从CD8 + T细胞中去除的小鼠模型也缺乏改善的肿瘤抗能力。

最后，该团队还与芝加哥大学医学教授贾斯汀·克莱恩（Justin Kline）合作，分析了从接受CAR-T细胞免疫疗法治疗淋巴瘤的患者身上采集的血液样本。他们发现，TVA水平较高的患者往往比水平较低的患者对治疗的反应更好。他们还通过与Anjuli Seth Nayak医学教授Wendy Stock合作测试了白血病的细胞系，并发现TVA增强了免疫治疗药物杀死白血病细胞的能力。

专注于营养，而不是食物

该研究表明，TVA可以用作膳食补充剂，以帮助各种基于T细胞的癌症治疗，尽管Chen指出，重要的是要确定营养素本身的最佳量，而不是食物来源。

越来越多的证据表明食用过多的红肉和奶制品对健康有害，因此这项研究不应被视为多吃芝士汉堡和比萨饼的借口;相反，它表明 TVA 等营养补充剂可用于促进 T 细胞活性。Chen认为可能还有其他营养素可以做同样的事情。

“有早期数据显示，来自植物的其他脂肪酸通过类似的受体发出信号，因此我们认为植物中的营养物质很有可能通过激活CREB途径来做同样的事情，”他说。

这项新研究还强调了这种“代谢组学”方法的前景，即了解饮食的组成部分如何影响我们的健康。Chen说，他的团队希望建立一个全面的血液循环营养物质库，以了解它们对免疫力和其他生物过程（如衰老）的影响。

“经过数百万年的进化，只有几百种来自食物的代谢物最终在血液中循环，这意味着它们可能在我们的生物学中具有一定的重要性，”陈说。“看到像TVA这样的单一营养素对靶向免疫细胞类型具有非常有针对性的机制，在整个生物体水平上具有非常深刻的生理反应 – 我发现这真的很神奇和有趣。

这项研究名为“反式牛痘酸重编程CD8 + T细胞和抗肿瘤免疫”，得到了美国国立卫生研究院（CA140515，CA174786，CA276568,1375 HG006827，K99ES034084），芝加哥大学生物科学部试点项目奖，芝加哥大学路德维希中心，免疫肿瘤学Sigal奖学金，Margaret E.早期医学研究信托基金、AASLD 基金会、港景基金会捐赠基金和霍华德休斯医学研究所。

改编自芝加哥大学生物科学部发表的一篇文章。