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脂肪酸代謝在結(jié)直腸癌腫瘤微環(huán)境中的研究進(jìn)展

2022-02-10 23:04:29林光武
腫瘤影像學(xué) 2022年6期
關(guān)鍵詞:菌群脂肪酸腸道

張 筱,袁 正,林光武

1.復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,上海 200040;

2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院放射科,上海 200011

[關(guān)鍵字] 結(jié)直腸癌;脂肪酸;腫瘤微環(huán)境

結(jié)直腸癌(colorectal cancer,CRC)為消化系統(tǒng)常見的惡性腫瘤,全球結(jié)直腸癌發(fā)病率呈逐年升高的趨勢(shì)[1]。在中國,結(jié)直腸癌的發(fā)病率僅次于肺癌,居第二位[2],年死亡率12/10萬左右,發(fā)病人群也趨于年輕化。

CRC的發(fā)生是多因素長期共同作用的結(jié)果。在此過程中,由腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞和周圍其他非細(xì)胞成分共同構(gòu)成了CRC腫瘤微環(huán)境[3]。腫瘤微環(huán)境是腫瘤演化的關(guān)鍵因素,其中腫瘤相關(guān)的炎癥微環(huán)境[4]、低氧環(huán)境[5]和腸道菌群[6]都是CRC腫瘤微環(huán)境的重要組成部分。

人體內(nèi)的脂肪酸不僅是能源物質(zhì),還參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),調(diào)控免疫反應(yīng),維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。脂肪酸根據(jù)其雙鍵數(shù),分為無雙鍵的飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)、含有1個(gè)雙鍵的單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)和含有至少2個(gè)雙鍵的多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)。這些脂肪酸與CRC腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞生長、增殖、分化和凋亡等活動(dòng)密切相關(guān)。因此,了解腫瘤微環(huán)境中脂肪酸成分的變化對(duì)于認(rèn)識(shí)和理解結(jié)直腸腫瘤的發(fā)生機(jī)制至關(guān)重要。本文將重點(diǎn)綜述脂肪酸代謝在CRC腫瘤微環(huán)境中的研究進(jìn)展和脂肪酸代謝成像的研究情況。

1 SFA

1.1 SFA與炎癥微環(huán)境

來自于飲食中的SFA經(jīng)人體代謝吸收后會(huì)儲(chǔ)存于脂肪細(xì)胞內(nèi),當(dāng)脂肪細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存了過量的SFA時(shí),游離脂肪酸會(huì)通過Toll樣受體(toll-like receptor,TLR)2或4誘導(dǎo)激活脂肪細(xì)胞和免疫細(xì)胞內(nèi)的核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)和c-Jun氨基末端轉(zhuǎn)移酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)以及絲裂原活化蛋白激酶的磷酸化[7],誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生。NF-κB是炎癥反應(yīng)的核心調(diào)節(jié)因子,炎癥微環(huán)境中NF-κB的激活會(huì)增加CRC發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[8]。Hu等[9]學(xué)者在體外試驗(yàn)中使用棕櫚酸(C16:0)處理CRC細(xì)胞后發(fā)現(xiàn),SFA不僅增加了TLR4的mRNA表達(dá),同時(shí)也增加了TLR4啟動(dòng)子中轉(zhuǎn)錄因子PU.1的mRNA表達(dá)。證明SFA通過以TLR4依賴性方式促進(jìn)CRC細(xì)胞增殖。SFA對(duì)TLR的激活還可以通過誘導(dǎo)環(huán)氧合酶-2(cyclo-oxygenase 2,COX-2)表達(dá),增加促炎因子前列腺素(prostaglandin,PG)E2的產(chǎn)生。Sidahmed等[10]學(xué)者在一項(xiàng)臨床飲食干預(yù)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),SFA的攝入量與結(jié)腸組織內(nèi)PGE2濃度呈正相關(guān)。這也反映出SFA可以通過多種途徑參與到腫瘤相關(guān)的炎癥微環(huán)境中,促進(jìn)CRC的發(fā)生及發(fā)展。

1.2 SFA與缺氧微環(huán)境

在腫瘤缺氧微環(huán)境中,脂肪酸的代謝方式會(huì)發(fā)生改變,這可能是由于介導(dǎo)脂肪酸內(nèi)源合成的硬脂酰輔酶A去飽和酶1(stearyl CoA desaturase 1,SCD-1)被缺氧環(huán)境抑制,導(dǎo)致脂肪酸從頭合成減少。此時(shí)需要通過飲食攝入來滿足腫瘤細(xì)胞對(duì)脂肪酸的需求。Bensaad等[11]通過氣相色譜評(píng)估了暴露于缺氧環(huán)境中細(xì)胞內(nèi)的脂肪酸組成。發(fā)現(xiàn)缺氧時(shí)棕櫚酸、硬脂酸(C18:0)含量顯著增加。這反映出缺氧微環(huán)境的誘導(dǎo)下腫瘤組織對(duì)外源性SFA攝取和儲(chǔ)存的增加。Peciuliene等[12]在體外研究中發(fā)現(xiàn),缺氧會(huì)增強(qiáng)脂肪酸合酶(fatty acid synthase,F(xiàn)ASN)pre-mRNA的可變剪接并降低總FASN mRNA和蛋白質(zhì)水平。這會(huì)進(jìn)一步減少脂肪酸的從頭合成。在CRC腫瘤微環(huán)境中,SFA攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)的激活是腫瘤組織對(duì)缺氧環(huán)境的適應(yīng),這會(huì)促進(jìn)腫瘤的進(jìn)一步發(fā)展。

1.3 SFA的攝入與腸道菌群

雖然SFA在腫瘤微環(huán)境中起促炎作用,但歐洲癌癥和營養(yǎng)前瞻性調(diào)查(European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition,EPIC)[13]發(fā)現(xiàn),膳食中 SFA 攝入量與CRC風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)。這一結(jié)果體現(xiàn)在單個(gè)偶數(shù)鏈的SFA中,如肉豆蔻酸(C14:0)和棕櫚酸。但長期攝入SFA并不會(huì)對(duì)腸道菌群產(chǎn)生有益影響,反而會(huì)減少腸道擬桿菌門菌群,增加厚壁菌門及變形菌門的菌群,導(dǎo)致菌群失調(diào),增加CRC發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。Ye等[14]學(xué)者在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),飲食攝入的SFA與厚壁菌門/擬桿菌門的比例、乳桿菌科、瘤胃球菌科和消化鏈球菌科的豐度呈正相關(guān)。SFA還會(huì)提高膽汁酸代謝相關(guān)的菌群水平[15],這些膽汁酸會(huì)進(jìn)一步激活氧化損傷、NF-κB的過度表達(dá)和炎癥來促進(jìn)CRC的發(fā)展[16]。

2 MUFA

2.1 MUFA的代謝與腫瘤微環(huán)境

內(nèi)源性MUFA主要是由SCD-1催化,以SFA為底物轉(zhuǎn)化所得的。此前研究[17]認(rèn)為,SCD-1介導(dǎo)的MUFA合成與CRC腫瘤微環(huán)境關(guān)系密切。Mason等[18]學(xué)者發(fā)現(xiàn),通過抑制SCD-1活性可以降低MUFA的合成,這有助于抑制腫瘤的發(fā)展并阻礙腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)增。而SCD-1在腫瘤組織中的高表達(dá),會(huì)增加CRC的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),并提示預(yù)后不良。Ran等[19]發(fā)現(xiàn),使用不同濃度的MUFA油酸(C18:1)處理CRC細(xì)胞后發(fā)現(xiàn),當(dāng)MUFA濃度與SCD-1過表達(dá)一致時(shí),會(huì)加速CRC細(xì)胞的遷移和侵襲。

2.2 MUFA攝入與炎癥微環(huán)境

飲食攝取的外源性MUFA與內(nèi)源性MUFA在腫瘤微環(huán)境中的作用正相反。研究[20]表明,飲食中攝入MUFA(如油酸)與降低CRC風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。這表明外源性MUFA的攝入可以減少腸道炎癥和腫瘤發(fā)生。多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[21-22]也發(fā)現(xiàn),增加飲食中油酸的攝入,會(huì)減少腸道內(nèi)腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、γ干擾素(interferon-γ,IFN-γ)和白細(xì)胞介素-17(interleukin-17,IL-17)等促炎細(xì)胞因子。這些發(fā)現(xiàn)提示外源性和內(nèi)源性MUFA在調(diào)節(jié)腸道炎癥和CRC發(fā)生、發(fā)展中起著不同的作用。

2.3 MUFA與腸道菌群

富含MUFA的地中海飲食方式有助于恢復(fù)腸道微生物群的有益菌群。Haro等[23]在飲食研究中發(fā)現(xiàn),長期采用地中海飲食可以部分恢復(fù)患有代謝綜合征的患者的異擬桿菌、普氏糞桿菌、青春雙歧桿菌和長雙歧桿菌的菌群數(shù)量。這類具有抗炎特性的腸道細(xì)菌,對(duì)腸道健康會(huì)產(chǎn)生積極影響。

3 ω-6 PUFA

3.1 ω-6 PUFA與炎癥微環(huán)境

ω-6 PUFA衍生物花生四烯酸(20:4,n-6)會(huì)經(jīng)COX-2代謝生成PG,其中PGE2具有強(qiáng)大的促炎作用[24],能夠上調(diào)微環(huán)境內(nèi)的炎癥因子和生長因子水平,進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。因此ω-6 PUFA也被認(rèn)為在結(jié)腸直腸癌發(fā)生的早期階段起促癌作用。Ayiomamitis等[25]對(duì)CRC患者的腫瘤組織進(jìn)行活檢發(fā)現(xiàn),COX-2主要在腫瘤細(xì)胞內(nèi)和鄰近組織中的基質(zhì)表達(dá),介導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)參與新生血管生成,在CRC發(fā)生的初始階段起主要作用。Schumacher等學(xué)者[26]還發(fā)現(xiàn),PGE2通過結(jié)合受體EP1和EP2促進(jìn)環(huán)磷腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)反應(yīng)元件結(jié)合蛋白調(diào)控的轉(zhuǎn)錄共激活因子1去磷酸化,增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄活性,進(jìn)一步導(dǎo)致結(jié)腸炎相關(guān)的結(jié)腸癌發(fā)生。除了PG外,花生四烯酸代謝物還包括血栓素A2(thromboxane A2,TXA2)、白三烯B4(leukotriene B4,LTB4)和脂氧素(lipoxin,LX)。其中脂氧素可以通過限制白細(xì)胞浸潤來減少炎癥過程。張程程[27]在體外試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),花生四烯酸會(huì)上調(diào)COX-2表達(dá),促進(jìn)抗炎分子LXA4分泌,抑制CRC細(xì)胞生長。這進(jìn)一步表明ω-6 PUFA及其衍生物既有促進(jìn)炎癥反應(yīng)的作用,又有消除炎癥的功能。

3.2 ω-6 PUFA的攝入與腫瘤微環(huán)境

但是關(guān)于ω-6 PUFA是否具有抗結(jié)腸癌作用存在爭(zhēng)議。此前的一篇meta分析[28]表明,ω-6 PUFA攝入量與癌癥風(fēng)險(xiǎn)之間沒有關(guān)聯(lián),但血液中高水平的ω-6 PUFA與較低的癌癥風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。目前有越來越多的研究[29]表明,ω-6 PUFA可能參與抑制腫瘤細(xì)胞的發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程。細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境及缺氧微環(huán)境可誘導(dǎo)腫瘤休眠,針對(duì)這一機(jī)制,Ogata等[30]研究發(fā)現(xiàn),亞油酸(18:2,n-6)誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)能量代謝改變,導(dǎo)致糖酵解的基因MycC和氧化磷酸化的基因過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α,Pgc1α)的表達(dá)減少,促使腫瘤細(xì)胞內(nèi)能量產(chǎn)生減少,從而抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖和生長,減少腫瘤轉(zhuǎn)移的可能性。

3.3 ω-6 PUFA與缺氧微環(huán)境

處于缺氧微環(huán)境中的腫瘤細(xì)胞內(nèi)經(jīng)COX-2合成的PGE2增多會(huì)起到增加細(xì)胞內(nèi)cAMP的量和活性的作用[31],進(jìn)而對(duì)T細(xì)胞的增殖和淋巴因子激活的殺傷(lymphokine-activated killer,LAK)細(xì)胞的功能產(chǎn)生抑制[4];此外,花生四烯酸還在缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)誘導(dǎo)下參與缺氧微環(huán)境內(nèi)巨噬細(xì)胞TNF-a的表達(dá)[32],進(jìn)一步增強(qiáng)腫瘤微環(huán)境內(nèi)的炎癥反應(yīng)。

4 ω-3 PUFA

4.1 ω-3 PUFA與炎癥微環(huán)境

與ω-6 PUFA的促炎作用相反,二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)等ω-3 PUFA有著明顯抗炎作用。EPA可以代替花生四烯酸作為COX-2的底物,減少促炎因子PGE2的生成[33-34],轉(zhuǎn)而增加能抑制CRC細(xì)胞、誘導(dǎo)其凋亡的PG3系的合成。DHA會(huì)抑制NF-κB的活性,減少促炎細(xì)胞因子生成,如IL-1、IL-6和TNF-α[35]。DHA還能夠抑制TLR參與的促炎信號(hào)通路。Oh等[36]的研究表明,DHA可以通過G蛋白偶聯(lián)受體磷酸化后β-arrestin 2結(jié)合位點(diǎn)與TLR介導(dǎo)的信號(hào)通路中的下游信號(hào)分子轉(zhuǎn)化生長因子β活化激酶1結(jié)合蛋白1(TAK1-binding protein 1,TAB1)的相互作用來抑制JNK和NF-κB通路,從而抑制炎癥反應(yīng)。此外有研究[37]表明,DHA和EPA能夠抑制COX陰性的CRC細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡,說明ω-3 PUFA還可以在不依賴COX-2的情況下,抑制CRC細(xì)胞生長。

EPA和DHA衍生的脂質(zhì)介質(zhì)如脂氧素、消退素(resolvins)、保護(hù)素(protectins)等,又被稱為專一性促消退介質(zhì)(specialized pro-resolving mediator,SPM)。這些脂質(zhì)介質(zhì)也參與了炎癥微環(huán)境的構(gòu)成,它們不會(huì)直接抑制炎癥反應(yīng),而是通過抑制趨化因子和炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生,從而促使炎癥反應(yīng)進(jìn)入消退階段[38]。這也表明ω-3 PUFA可以通過不同的途徑抑制腫瘤相關(guān)的炎癥微環(huán)境。

4.2 ω-3 PUFA與缺氧微環(huán)境

腫瘤缺氧環(huán)境相關(guān)的HIF-1通過PGE2誘導(dǎo)的HIF-1α蛋白來介導(dǎo)VEGF在CRC細(xì)胞中的表達(dá),促進(jìn)新生血管的形成。EPA和DHA則可以通過以劑量依賴性的方式抑制HIF-1α的表達(dá),從而減少缺氧微環(huán)境下腫瘤血管的生成。而且EPA在此方面的作用比DHA更加有效。此外,亞油酸還可以通過抑制脂肪酸合酶和甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白來改變線粒體應(yīng)激,激活下游膽堿能抗炎標(biāo)志物,并調(diào)節(jié)缺氧微環(huán)境,抑制腫瘤細(xì)胞進(jìn)一步發(fā)展[39]。

4.3 ω-3 PUFA的攝入與腸道菌群

Aglago等[40]發(fā)現(xiàn),通過增加富含ω-3 PUFA的海洋魚類或魚油的攝入量,會(huì)使普通人群的CRC發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)降低。并且有研究[41]發(fā)現(xiàn),ω-3 PUFA補(bǔ)劑可能對(duì)CRC患者預(yù)后生存有保護(hù)作用。這背后的機(jī)制不僅包括ω-3 PUFA的抗炎作用,還可能與ω-3 PUFA對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)有關(guān)。在飲食上通過提高ω-3 PUFA的比例和攝入量,會(huì)有助于提高大腸腸道內(nèi)的有益菌群多樣性,這其中包括雙歧桿菌、乳酸桿菌及羅斯氏菌[42]。ω-3 PUFA的增加不僅通過提高跨上皮抵抗力和降低IL-4介導(dǎo)的通透性來有效維持腸道屏障的完整性,還與乳酸桿菌增強(qiáng)腸道屏障的功能有關(guān)。Zhang等[43]在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),ω-3 PUFA攝入增加會(huì)促進(jìn)乳酸雙歧桿菌抑制NF-κB信號(hào)通路相關(guān)的基因表達(dá)水平,減少結(jié)腸炎癥的發(fā)生。

4.4 ω-6/ω-3 PUFA 的比例

除了對(duì)PUFA代謝產(chǎn)物的研究,ω-6/ω-3 PUFA的比例關(guān)系在腫瘤微環(huán)境中的作用也不容忽視。在舊石器時(shí)代原始人的食物中海產(chǎn)品含量高,種子和植物油含量低,飲食中ω-6/ω-3 PUFA比例約為1∶1,而伴隨著現(xiàn)代工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展,西化的飲食方式中ω-6與ω-3 PUFA的比例達(dá)到了10∶1到20~25∶1,其中缺少了對(duì)ω-3 PUFA的攝入。較高比例的ω-6/ω-3 PUFA還會(huì)增加腸道炎癥和相關(guān)綜合征發(fā)生的可能性,而降低ω-6/ω-3 PUFA比例可以減少這類炎癥反應(yīng)[44]。Zhang等[45]的研究還發(fā)現(xiàn)了CRC腫瘤組織中的ω-6/ω-3 PUFA比例顯著高于相鄰正常組織。高ω-6/ω-3 PUFA比例的飲食還會(huì)導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)。有研究[46]發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFA)的菌群的相對(duì)豐度在高ω-6/ω-3 PUFA比例組中降低,但在低ω-6/ω-3 PUFA比例組中增加。ω-3和ω-6 PUFA之間的相互作用十分復(fù)雜,想要進(jìn)一步了解ω-6/ω-3 PUFA的比例在CRC發(fā)生、發(fā)展中的作用,還需要開展進(jìn)一步的研究。

5 脂肪酸代謝變化的成像

在脂質(zhì)代謝的研究中,通常運(yùn)用于脂肪酸的分析和量化的技術(shù)包括液相色譜(liquid chromatography,LC)與質(zhì)譜(mass spectrometry,MS)、氣相色譜/質(zhì)譜(gas chromatography,GC/MS)和磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopy,MRS)[47]。其中,質(zhì)譜法和色譜法的技術(shù)能夠檢測(cè)單一脂肪酸的成分含量,但缺點(diǎn)是需要使用侵入性的檢測(cè)方法獲取標(biāo)本,不便于臨床研究。而MRS能夠簡(jiǎn)化檢測(cè)過程,用非侵入性方法來研究疾病相關(guān)生物標(biāo)志物的分布和動(dòng)態(tài)變化。雖然MRS不能測(cè)量單個(gè)脂肪酸的相對(duì)豐度,但可以評(píng)估各種飽和度脂肪酸的定量分?jǐn)?shù),并且與實(shí)驗(yàn)室測(cè)量方法有良好的一致性[48]。

5.1 腫瘤中的脂肪酸代謝變化

在脂滴中的甘油三酯構(gòu)成了MRS上脂質(zhì)信號(hào)的主要來源。MRS中的共振頻率反映了甘油三酯分子中質(zhì)子的不同位置。因此,根據(jù)每個(gè)脂肪峰的相對(duì)幅度,可以得到甘油三酯分子具體的化學(xué)成分信息。最終量化為脂肪分?jǐn)?shù)或脂肪酸分?jǐn)?shù)。體內(nèi)MRS研究最初使用單體素定位方法(例如STEAM和PRESS),而目前包括化學(xué)位移成像在內(nèi)的多體素光譜方法越來越多地應(yīng)用于腫瘤微環(huán)境的研究之中,以此來評(píng)估腫瘤中的脂質(zhì)。

絲氨酸蛋白酶抑制劑Kazal 1型(serine protease inhibitor kazal-type 1,SPINK1)在包括CRC在內(nèi)的多種癌癥中均呈高表達(dá)。Nigam等[49]通過1H-MRS觀察沉默SPINK1的CRC細(xì)胞中脂滴積累情況,分析顯示在這些腫瘤細(xì)胞中,MUFA和磷脂酰膽堿的含量增加,而PUFA的水平保持不變。考慮到MUFA在抗炎反應(yīng)中的作用,這種變化提示CRC腫瘤組織中SPINK1的抑制會(huì)導(dǎo)致抗炎信號(hào)環(huán)境的激活,并且會(huì)體現(xiàn)在MUFA的改變上。

醋酸鹽是一種由人體腸道丙酸桿菌分泌的短鏈脂肪酸。目前有研究[50]認(rèn)為這類外源性醋酸鹽是癌細(xì)胞的重要替代能源,并且醋酸鹽還能夠以乙酰輔酶A合成酶2(acetyl-CoA synthase 2,ASCC2)和HIF-2依賴性方式刺激腫瘤生長和轉(zhuǎn)移[51]。Zhang等[52]使用1H-MRS對(duì)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的CRC患者組織樣本進(jìn)行代謝分析,發(fā)現(xiàn)與正常對(duì)照組和非轉(zhuǎn)移性組相比,在轉(zhuǎn)移患者的腫瘤組織標(biāo)本中醋酸鹽含量顯著增加,提示醋酸鹽在CRC發(fā)展和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

5.2 腫瘤周圍脂肪組織的脂肪酸代謝變化

在腫瘤微環(huán)境中,由于癌細(xì)胞對(duì)周圍結(jié)構(gòu)的侵犯,腫瘤周圍的脂質(zhì)成分也可能發(fā)生改變。Mosconi等[53]使用1H-MRS,在CRC術(shù)后標(biāo)本上對(duì)病灶周圍的脂肪組織進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn),靠近和遠(yuǎn)離腫瘤的脂肪組織在成分上沒有顯著差異。但在TNM分期較高的患者中,靠近病灶的脂肪組織MUFA顯著增加,而遠(yuǎn)離病灶的MUFA則沒有出現(xiàn)這一改變??赡苁怯捎赟CD-1表達(dá)的改變,導(dǎo)致脂肪組織中儲(chǔ)存高水平的MUFA。

5.3 糞便內(nèi)的脂肪酸代謝變化

腸道微生物群代謝會(huì)產(chǎn)生多種化合物,包括支鏈脂肪酸、維生素K等,其中部分產(chǎn)物會(huì)參與腫瘤微環(huán)境,并通過免疫和代謝途徑導(dǎo)致CRC的發(fā)生。由于糞便在解剖學(xué)上附著于結(jié)腸直腸上皮并攜帶大量腸道微生物的代謝衍生物。因此,Lin等[54]使用1H-MRS對(duì)腸道微生物與CRC相關(guān)的代謝改變進(jìn)行研究。通過分析CRC患者和健康人的糞便代謝物,發(fā)現(xiàn)Ⅰ/Ⅱ期CRC患者糞便中短鏈脂肪酸(乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽)的含量降低,這表明短鏈脂肪酸提供了與CRC分期相關(guān)的分子信息。短鏈脂肪酸通過抗炎作用和其引發(fā)的癌細(xì)胞凋亡,以此預(yù)防結(jié)腸直腸癌的發(fā)生。而糞便中短鏈脂肪酸的消耗可能表明腸道菌群失衡與結(jié)直腸腫瘤的發(fā)生有關(guān)。

5.4 其他脂肪酸成像技術(shù)

脂肪酸定量的成像技術(shù),除了MRS以外,還包括基于Dixon技術(shù)的化學(xué)位移編碼磁共振成像(chemical-shift-encoded magnetic resonance imaging,CSE-MRI)[55]。其原理也是根據(jù)化學(xué)位移現(xiàn)象,通過測(cè)量甘油三酯分子中的雙鍵數(shù)等化學(xué)信息,結(jié)合相應(yīng)的甘油三酯模型,也可以得到不同飽和度脂肪酸的分?jǐn)?shù)。

Chan等[56]使用該技術(shù)研究乳腺癌腫瘤周圍脂質(zhì)成分對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖和分化的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),腫瘤周圍MUFA的空間分布與Ki-67增殖指數(shù)密切相關(guān),這也證明脂質(zhì)的分布與腫瘤細(xì)胞的分化和增殖存在關(guān)聯(lián)。此外該技術(shù)也可應(yīng)用于脂肪組織的脂肪組成分析,尤其是在皮下和內(nèi)臟脂肪組織之中。Nemeth等[57]結(jié)合臨床營養(yǎng)學(xué)實(shí)驗(yàn),研究正常人脂肪組織脂質(zhì)的異常累積情況。CSEMRI所得到的研究結(jié)果與氣相色譜法的結(jié)果之間一致性良好??紤]到肥胖人群的腫瘤易感性,未來也可將其應(yīng)用于對(duì)CRC患者腫瘤微環(huán)境的分析研究之中。

綜上,在研究脂肪酸成分時(shí)不僅要考慮膳食攝入,還要考慮皮下及體內(nèi)的脂肪組織。因此,脂肪酸成分檢測(cè)的非侵入性方案,如MRI等[58]影像學(xué)手段將簡(jiǎn)化和提高未來臨床研究的可行性。未來還需要更多使用影像學(xué)技術(shù)的臨床研究來充分探索其潛力。

CRC腫瘤微環(huán)境內(nèi)的炎癥、組織缺氧和腸道菌群與脂肪酸之間有密切的關(guān)系,部分特定脂肪酸可作為CRC的生物標(biāo)志物或作為生存的預(yù)測(cè)因素。我們希望通過對(duì)脂肪酸成分進(jìn)一步研究,了解腫瘤微環(huán)境與脂肪酸成分兩者之間的關(guān)系,并為之后CRC的預(yù)防和治療提出新的方法。

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