Nature:首次阐述肠道健康和血癌风险之间的联系

时间:2025年5月6日
来源:AAAS

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辛辛那提儿童医院的通讯作者Dan Starczynowski博士说:“这项研究大大提高了我们对血癌发展和进展的理解,特别是在老年人中。”

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辛辛那提儿童医院的科学家和一个国际研究团队发现了肠道健康和血癌风险之间令人惊讶的新联系——这可能会改变我们对衰老、炎症和白血病早期阶段的看法。

随着我们年龄的增长,或者在某些情况下,当肠道健康受到疾病的损害时,肠道内壁的变化允许某些细菌将它们的副产品泄漏到血液中。一种由特定细菌产生的分子就像信号一样,加速休眠的白血病前期血细胞的扩张,这是发展成全面白血病的关键一步。

该团队的研究结果于2025年4月23日发表在《自然》杂志上,首次阐述了这一过程是如何运作的。该研究还表明,这种机制可能超出白血病的范围,影响其他疾病的风险,并影响患有一种鲜为人知的称为不确定潜力克隆造血(CHIP)的老年人。

“这项研究大大提高了我们对血癌的发展和进展的理解,特别是在老年人中。令人兴奋的消息是,我们也可能有办法在这些白血病前期细胞进化成更具侵略性的疾病之前进行早期干预。我们期待着开展进一步的研究来追求这种新方法,”辛辛那提儿童医院高级白血病治疗和研究中心主任、这项新研究的通讯作者Daniel Starczynowski博士说。

“我们的研究表明,与年龄相关的肠道变化是血癌发展的非传统风险因素。因此,照顾好你的肠道可能比以往任何时候都更重要,”实验血液学和癌症生物学部门的副研究员、该研究的第一作者Puneet Agarwal博士说。

白血病,衰老和肠道

超过47万美国人患有白血病,每年有超过6.2万例新病例被诊断出来。根据美国国家癌症研究所的监测、流行病学和最终结果(SEER)项目,在这些人中,预计到2024年将有近2.4万人死于这种疾病。

虽然白血病的存活率近年来有所提高,但它仍然是一种危及生命的癌症,主要影响65岁以上的人群。长期以来,科学家们一直想知道为什么年龄是如此主要的风险因素。现在Starczynowski和他的同事们可能已经找到了一个令人信服的答案。

疾病风险级联可追溯到细菌制造的糖

随着年龄的增长,肠壁变得更具渗透性,从而允许肠道内容物和血液系统之间的更多相互作用。在肠道内,各种常见的“革兰氏阴性”细菌倾向于在老年人体内繁殖,产生越来越多的细菌糖,称为adp -庚糖。事实证明,这种细菌的副产品进入血液后会引起问题。

“ADP-heptose只存在于老年人的血液循环中,有利于白血病前期细胞的扩张,”Starczynowski说。“这种糖也存在于肠道紊乱的年轻人身上。”

这项研究包括一系列复杂的实验,以破译允许adp -庚糖像白血病前燃料一样发挥作用的机制。重要的是,研究小组发现细胞内形成了微小的信号结构,称为TIFAsomes,这表明adp -庚糖可以激活白血病前期血细胞的扩张。

事实上,该团队开发了一种新的血液检测方法TIFAsome Assay,用于检测血液循环中的adp -庚糖活性。对新化验感兴趣的科学家可以在这里获得更多信息。

一旦这个过程可以被测量,研究小组就可以看到潜在的深远影响。

什么是CHIP?

潜在不确定克隆造血(CHIP)描述了一种情况,在这种情况下,一个人的血细胞逐渐获得突变,为疾病的发展奠定了基础。这些突变的细胞然后产生多个副本或克隆。众所周知,其中一些突变与血癌有关。但也有一些与其他疾病有关,包括心脏病、中风和炎症。

据估计,70岁以上的成年人中有10-20%患有CHIP,但很少有人知道,因为没有症状,也没有常规筛查。

在这项新研究中,研究人员培育了模仿CHIP的小鼠。在这些小鼠中,当暴露于来自肠道细菌的adp -庚糖时,早期白血病前期细胞急剧扩大。

“这是一场危险因素的完美风暴:肠道微生物群和肠道通透性的年龄相关变化,暴露于adp -庚糖,以及白血病前期细胞的存在。”它们共同创造了一个支持有害的白血病前期细胞扩张的环境,”Starczynowski说。

一种可能阻止这一进程的方法

在研究受影响的血细胞时,辛辛那提儿童研究小组确定,adp -庚糖触发白血病前细胞扩增的能力直接取决于突变血细胞中发现的一种名为ALPK1的受体蛋白。

理论上,阻断这种受体的功能可以防止CHIP发展成白血病,并导致其他相关的慢性疾病。然而,目前还没有抑制ALPK1的药物化合物存在。

研究小组探索了几种可能破坏ALPK1通路的策略。他们报告说,他们发现了一种产生差异的候选物质:一种由UBE2N基因产生的酶。当白血病前期细胞用UBE2N抑制剂处理时,它们的增殖明显受阻,即使在adp -庚糖存在的情况下也是如此。

如何将这些基于小鼠的发现转化为预防人类白血病的方法,还需要进行更多的研究。

“我们的目标之一是开发一种可用于人类的ALPK1抑制剂。这些发现提供了有希望的见解,将帮助我们向前发展,”Starczynowski说。

白血病以外的影响

越来越多的研究表明,CHIP也可能导致其他与年龄相关的疾病,包括心血管疾病、类风湿性关节炎、痛风和骨质疏松症。这些发现强调了肠道微生物群作为全身健康守门人的作用。

Starczynowski说:“CHIP正在成为一个主要的公共卫生问题。”“超过1000万老年人可能在不知情的情况下患有CHIP。我们的研究表明,保持肠道健康可能是预防血液疾病和其他与年龄有关的疾病的有力策略。”

个人如何降低自己的风险?

在发现肠道健康和白血病风险之间的这种联系的基础上,需要数年时间才能生产出新的药物。与此同时,许多老年人可能想知道他们能做些什么来降低患CHIP的风险?

通过调整饮食或使用益生菌或益生菌来更好地管理肠道健康是可能的。许多研究表明,肠道微生物群的组成和功能是可以控制的。

Starczynowski说,但要解决CHIP,正确的饮食改变和准确有效的益生菌还没有确定。


Microbial metabolite drives aging-related clonal hematopoiesis via ALPK1

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