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谭仁祥团队发现十字花科蔬菜预防癌症的分子机制

  • 发布日期: 2021-09-26
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流行病学调查显示,经常吃西兰花、卷心菜、花椰菜等十字花科蔬菜,可在一定程度上预防癌症,这可能是因为该科蔬菜多含吲哚-3-甲醇(I3C)。但I3C很不稳定,会在体内快速转化为多种代谢物。因此,急需探明I3C是如何在体内转化为抗癌分子的。


吃我能防癌,因为我有I3C


近日,南京大学医药生物技术国家重点实验室谭仁祥团队在《国家科学评论》(National Science Review, NSR)发表研究论文,他们提出、设计、验证了生物体内的"反应流变道"概念,并据此建立方法,诠释了胃酸和肠道菌将I3C转化成两种抗肿瘤分子(DIM和LTr1)的具体步骤和决定因素,以及哺乳动物合成内源I3C和DIM的机制。

      这两种抗癌分子中,DIM是一系列上市保健品的主成分,也是进入临床试验的抗癌候选新药。而出乎意料的是,LTr1在多个肿瘤细胞系和小鼠模型上显示的抗癌效果均超DIM

该团队提出,生物体内物质代谢流中的某些分子(特别是活泼中间体)应有"滑轨"的可能。据此理念,建立了"反应流变道"(reaction flux derailing,RFD)的方法,即利用人为添加并带有标记的底物类似物,使原有的反应途径"变道"并捕获中间体,从而诠释多步骤转化的途径和驱动机制。利用该方法,研究者借助带标记的I3C类似物,揭示了I3C在消化道中先转化为3,3'-二吲哚甲烷(DIM)、再转化为2-(吲哚-3-基甲基)-3,3'-二吲哚甲烷(LTr1)的途径:在酸性的上消化道,I3C可通过脱甲醛(主要)和释放二氧化碳(次要)的途径生成DIM,随后DIM再与3-亚甲基吲哚(3MI)发生Michael加成反应,形成LTr1。

在胃肠道中,十字花科蔬菜释放的I3C可转化成DIM和LTr1。在大肠中,甲醛可与吲哚耦合生成内源性I3C和DIM

该团队还发现,在大肠中,内源性吲哚(色氨酸分解物)可以和甲醛(甲醇、肌酸和叶酸的常见代谢物)耦合,产生内源性I3C和DIM,且肠道菌群在此过程中发挥了重要作用。

综上所述,该工作发现了LTr1可能具有药用价值;提出并验证了生物体内反应流变道的概念;建立了相关实验方法,从而揭示了I3C家族分子的内源性合成途径及胃肠道转化过程,使人们对十字花科蔬菜(富含I3C)的重要性有了新的认识。

       原文链接:https://doi.org/10.1093/nsr/nwab144本报道引自NSR科学编辑撰文。