研究背景

肠道菌群在宿主生理中发挥着重要的作用，多种干酪乳杆菌菌株对肠癌细胞具有抑增殖作用，然而其分子机制在很大程度上仍然未知。人们常常对肠道微生物的代谢产物，尤其是短链脂肪酸等小分子有相当大的兴趣。有报道表明，干酪乳杆菌上的生物大分子可介导其抗肿瘤细胞增殖作用。中国农业大学食品科学与营养工程学院杨栋博士及其团队在 Nutrients 期刊发表了文章，确定了肠道菌群与其宿主之间，在代谢产物小分子外，一种新的通过生物大分子相互作用的方式，为肠道微生物-宿主互作提供了新见解。

干酪乳杆菌 MucBP 的序列比对、克隆和纯化

研究过程与结果

作者搜索来自不同干酪乳杆菌菌株的 LevH1 基因序列并注释其功能，将蛋白质序列比对分析发现，大多数细菌中第 36 个氨基酸残基是丝氨酸，而在干酪乳杆菌 CAUH35 中是精氨酸，在干酪乳杆菌 ATCC334 中是脯氨酸。根据编码 MucBP 的基因序列设计克隆引物，对 MucBP 构建表达质粒并测序，将质粒转化进大肠杆菌 BL21 (DE3) 细胞后表达并纯化 MucBP 蛋白。

作者用人肠癌 HT-29 细胞系评估不同的蛋白质对该癌细胞的作用。将 HT29 细胞用不同浓度 (5、25、50、100 和 200 μg/mL) 的 MucBP36R 和 MucBP36S 共同孵育。MucBP36R 在 5 μg/mL 时未显示对 HT-29 细胞生长有任何影响， 在 25 μg/mL 时开始抑制 HT-29 细胞的增殖，并且在更高的蛋白质浓度下抑制效果进一步增强。相反，MucBP36S 即便在蛋白质浓度高达 200 μg/mL 时对 HT-29 细胞增殖也没有任何影响。

不同蛋白质处理后的 HT-29 细胞存活率

研究总结

作者以干酪乳杆菌中的粘液结合蛋白 MucBP 作为研究对象，克隆了 LevH1 蛋白的粘液结合蛋白域，表达并纯化了该蛋白。MucBP36R 对 HT-29 细胞表现出剂量依赖型抑增殖作用，而 36S 突变则消除了这种活性。预测的结构表明这种突变略微改变了蛋白质结构，因此可能影响 MucBP 与 HT-29 细胞的相互作用。本文是第一个证明肠道微生物表面生物大分子可以与宿主细胞直接相互作用的研究。由于干酪乳杆菌同时具有其他抗肿瘤增殖作用，该研究对未来的癌症治疗具有潜在意义。同时，MucBP 蛋白也存在于嗜酸乳杆菌和发酵乳杆菌中，这些益生菌中该类蛋白与宿主相互作用也值得进行更多探讨。该研究提供了肠道微生物通过代谢产物以外的其他方式与其宿主相互作用的新见解。

原文出自 Nutrients 期刊

Ju, X.; Wu, X.; Chen, Y.; Cui, S.; Cai, Z.; Zhao, L.; Hao, Y.; Zhou, F.; Chen, F.; Yu, Z.; et al. Mucin Binding Protein of Lactobacillus casei Inhibits HT-29 Colorectal Cancer Cell Proliferation. Nutrients 2023, 15, 2314. DOI: 10.3390/nu15102314

期刊主题涵盖常量营养素、微量营养素、生物活性营养素、运动营养、公共卫生和饮食相关疾病等学科领域。

2023 Impact Factor: 4.8

2023 CiteScore: 9.2

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