华中农业大学精准营养与代谢团队揭示黑米饮食对结直肠癌发展的健康效用及潜在机制

　　2024年1月15日，华中农业大学生命科学技术学院、生物医学与健康学院精准营养与代谢团队陈振夏课题组在国际学术期刊imeta在线发表题为“Black rice diet alleviates colorectal cancer development through modulating tryptophan metabolism and activating AHR pathway”的论文。

 

　　结直肠癌（CRC）是全世界癌症相关死亡的主要原因之一，严重危害人民健康。近年研究表明大量食用非精加工谷物、富含膳食纤维的食品、乳制品和钙补充剂可以通过维持肠道微生态的稳定，保护肠道屏障功能，从而降低患CRC的风险以及减缓CRC的肿瘤进程。黑米是一种全谷物，其中富含的花青素是一种强有力的抗氧化剂，具有多种生理保健功能。除花青素外，黑米还含有蛋白质、维生素、不饱和脂肪酸、氨基酸及微量元素等多种营养成分，但是将黑米作为一种天然食品，系统地探析其在结直肠癌中营养健康价值及其机制的相关研究还十分缺乏。

 

　　华中农业大学生物医学与健康学院陈振夏教授实验室致力于精准营养基因组学研究，擅长将多组学分析与实验生物学验证结合。该研究团队采用黑米制备饲料以及对照组标准饲料饲喂两种结直肠癌模型小鼠（ApcMin/+和AOM/DSS），明确黑米减缓结直肠肿瘤进程的作用及机制。研究结果表明，与对照组相比，黑米饮食对小鼠有显著的抗肿瘤作用，表明肠道肿瘤的大小和数量减少，寿命延长。此外，从黑米喂养的小鼠到无菌小鼠的粪便移植导致结肠细胞增殖减少，同时保持肠道屏障的完整性。黑米饮食与肠道菌群组成的显著变化有关，特别是益生菌菌株单形拟杆菌和乳杆菌的增加。此外，肠道代谢物的显著变化也捕捉，包括吲哚-3-乳酸和吲哚的上调。这些代谢物已被鉴定为刺激肠道芳烃受体（AHR）途径，抑制结直肠癌细胞增殖和结直肠肿瘤发生。总之，这些研究结果表明，黑米饮食可能通过培养保护性肠道微生物群和代谢物谱来调节肠道肿瘤的进展。该研究为探究天然食品的健康效用提供了研究范式，为从肠道微生物的角度对结直肠癌的筛查和防治提供重要的理论和应用价值，强调了全谷物食品的潜在健康优势尤其是黑米在促进健康方面的潜在效用，这对于制定预防癌症的策略和推广以健康为导向的食品具有重要意义。

 

　　华中农业大学生物医学与健康学院博士研究生王玲与博士研究生涂懿璇为该文并列第一作者，陈振夏教授与湖北省肿瘤医院梁新军教授及魏少忠教授为该文的通讯作者。该研究得到本研究由湖北省科技重大专项、湖北省洪山实验室基金、湖北省肿瘤医院生物医学中心合作基金、湖北省卫生健康委员会科研项目等资助。

 

　　【英文摘要】

 

　　The consumption of dietary fiber and anthocyanin has been associated with a reduced risk of colorectal cancer （CRC）。 This study scrutinizes the potential antitumorigenic attributes of a black rice diet, abundantly rich in dietary fiber and anthocyanin. Our results demonstrate notable antitumorigenic effects in mice on the black rice diet, indicated by a reduction in both the size and number of intestinal tumors and a consequent extension in life span, compared to control diet-fed counterparts. Furthermore, fecal transplants from black rice diet-fed mice to germ-free mice led to a decrease in colonic cell proliferation, coupled with maintained integrity of the intestinal barrier. The black rice diet was associated with significant shifts in gut microbiota composition, specifically an augmentation in probiotic strains Bacteroides uniformis and Lactobacillus. Noteworthy changes in gut metabolites were also documented, including the upregulation of Indole-3-lactic acid and Indole. These metabolites have been identified to stimulate the intestinal aryl hydrocarbon receptor （AHR） pathway, inhibiting CRC cell proliferation and colorectal tumorigenesis. In summary, these findings propose that a black rice diet may modulate the progression of intestinal tumors by fostering protective gut microbiota and metabolite profiles. The study accentuates the potential health advantages of whole-grain foods, emphasizing the potential utility of black rice in promoting health.

 

　　原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/imt2.165