补地参连方调节肠道菌群及肿瘤相关巨噬细胞表型转换发挥抗结直肠癌效应

摘要

目的 探究补地参连方对结直肠癌(CRC)小鼠肠道菌群及肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)表型转换的调节作用。方法 40只雄性BALB/c小鼠分为空白组、模型组、阳性对照(奥沙利铂)组、补地参连方高剂量组、补地参连方低剂量组，每组8只。通过皮下注射CT26细胞构建CRC荷瘤模型。此外，取10只雄性BALB/c小鼠分为补地参连方粪菌移植组(BFMT)以及模型粪菌移植组(MFMT),每组5只，通过四联抗生素混合溶液清除小鼠肠道定植菌，然后通过皮下注射CT26细胞构建伪无菌CRC荷瘤小鼠。收集上述模型组和补地参连方高剂量组的小鼠粪便用于制备粪菌液。BFMT组灌胃补地参连方高剂量治疗后CRC小鼠的粪菌液，MFMT组灌胃模型组CRC小鼠的粪菌液。观察记录小鼠肿瘤体积变化，HE染色评估小鼠肿瘤组织的病理形态学改变，并通过16S rRNA测序分析肠道菌群丰度和结构的变化，流式细胞术和免疫荧光染色评估肿瘤组织中M1/M2型TAMs的比例，ELISA法检测肿瘤组织中TNF-α和IL-10的含量。结果 与模型组比较，阳性对照组和补地参连方高、低剂量组小鼠的肿瘤体积均生长缓慢(P<0.01)。HE染色显示，与模型组比较，阳性对照组和补地参连方各给药组肿瘤组织均出现坏死灶，且病理性核分裂象减少。16S rRNA测序显示，与模型组比较，补地参连方高剂量组的Chao1、ACE无统计学意义，而PCoA分析显示，空白组与模型组之间的菌群落结构明显不同，补地参连方组CRC小鼠的菌群结构更接近空白组，与空白组相比，模型组中Muribaculaceae、Muribaculum、Alloprevotella、Prevotellaceae＿UCG-001的比例均明显减少，而模型组中Lachnospiraceae＿NK4A136＿group、Bacteroides、Helicobacter的比例均明显增加。而在给予CRC小鼠补地参连方后，可以观察到部分小鼠的群落结构向空白组小鼠的水平恢复。转录测序发现上调基因所涉及的生物学过程(BP)中Negative regulation of macrophage migration最为显著，揭示了补地参连方可以减少巨噬细胞的迁移。此外，与模型组比较，补地参连方组肿瘤组织中TAMs比例明显降低(P<0.001),M1型TAMs比例则明显升高(P<0.000 1),M2型TAMs比例明显降低(P<0.05)。免疫荧光则显示出与流式细胞术相同的趋势。补地参连方组肿瘤组织中TNF-α含量明显升高(P<0.001),IL-10含量明显降低(P<0.001)。另一方面，与MFMT比较，BFMT组的肿瘤体积生长缓慢(P<0.000 1)。HE染色显示BFMT组肿瘤组织内坏死面积增多，细胞排列变稀疏，病理性核分裂象减少。与MFMT组比较，BFMT组肿瘤组织中TAMs细胞比例明显降低(P<0.01),而BFMT组肿瘤组织中M1型TAMs细胞比例增加(P<0.000 1),M2型TAMs细胞比例降低(P<0.01),免疫荧光实验进一步证实了补地参连方粪菌移植可以促进TAMs从M2型向M1型转换，减少肿瘤微环境中的免疫抑制。结论 补地参连方可以改善CRC小鼠肠道菌群失调，并且可以通过减少TAMs的肿瘤浸润水平和调节TAMs的表型转换来发挥抗CRC作用，且二者之间可能具有一定相关性。

关键词

肠道菌群 / 肿瘤相关巨噬细胞 / 结直肠癌 / 补地参连方 / 癌毒 / 温滋解毒法