《細胞》子刊：膳食纖維被誇錯了？科學家發現，十字花科蔬菜防癌可能是另一種關鍵物質在起效｜科學大發現

從小到大，父母沒少嘮叨奇點糕要「多吃蔬菜」，雖然奇點糕是個肉食動物，但是也不得不承認，蔬菜真的是好處多多不可不食。光是奇點糕寫過的就有降低癌症風險、降低心血管疾病風險、延緩認知能力下降、增加骨密度等等。

而仔細看看這些研究，我們也能夠發現，研究者們把蔬菜如此健康的原因都歸因於它們所含有的大量膳食纖維。膳食纖維是真的對健康十分重要，我們曾寫過一篇文章，介紹了膳食纖維對腸黏膜保護的關鍵作用。

不過最新的一項研究顯示，在保護腸道健康環境、遠離結直腸癌上，膳食纖維很可能是冒領了別人的功勞！

這項來自倫敦弗朗西斯·克里克研究所的最新研究成果發表在《細胞》子刊《免疫》雜誌上，研究者們發現，白菜蘿蔔等十字花科蔬菜所含有的吲哚類物質，可能才是那個保護腸道的幕後英雄[1]！

這些都是常見的富含吲哚類物質的蔬菜

這篇論文中所指的吲哚類物質，主要是指吲哚-3-甲醇，它主要存在於十字花科的蔬菜中，含量隨種植條件變化較大[2]，相對來說芸薹屬和蘿蔔屬的蔬菜中含量較高[3]。吲哚-3-甲醇在胃酸和腸道菌群的作用下，會產生能激活芳烴受體的物質。俗話說的蘿蔔（蘿蔔屬）白菜（芸薹屬）保平安不是沒有道理的。

其實，此前科學家在實驗中就已經發現，與直接添加富含膳食纖維的穀物和植物不同，添加「高檔」的可溶性膳食纖維補充劑並不能起到保護腸道黏膜的作用。只不過他們簡單地將其歸結為腸道菌群的「口味」問題，沒有深入的研究[4]。

相比之下，這篇論文的研究者就幸運多了。他們的研究方向本來就是細胞中「接待」吲哚類物質的芳烴受體（AHR），不會因為思維慣性與真相擦肩而過。

200年前，化學家李比希就因為把新元素溴當成了已知的氯化碘，而錯失了發現這一新元素的機會

芳烴受體，最開始受到科學家的注意，是因為它參與了二噁英的毒理過程[5]。後來又有科學家發現，原來芳烴受體在免疫方面也有作用，尤其是在維持皮膚、腸道和肺等屏障的功能方面。在腸道中呢，科學家們認為，它是通過免疫細胞來維持正常的屏障功能的[6]。

可是怪了，此前的研究中，研究者發現芳烴受體激活之後，並非免疫細胞，而是腸上皮細胞中，芳烴受體下游的酶CYP1A1表達量大大升高了！難不成腸上皮上的芳烴受體才是主角[7]？

AHR信號通路

那具體執行的到底是上皮細胞還是免疫細胞呢？研究者通過骨髓移植巧妙地構建了兩種嵌合體小鼠：一種只有在骨髓中正常表達芳烴受體，其他地方都缺陷的；和另外一種只有骨髓缺陷，其他地方都正常表達芳烴受體的。可想而知，前者是免疫細胞有芳烴受體，腸上皮細胞沒有，後者則相反。

這兩種小鼠最終都死於嚴重感染，不過腸上皮細胞缺少芳烴受體的小鼠死的更快。這些小鼠深受腸道菌的惡意侵擾，感染直達肝脾，它們腸道中負責分泌腸黏液的杯狀細胞數量也大大減少了。

這樣看來，果然是腸上皮細胞上的芳烴受體起主要作用。

敲除AHR後，腸上皮細胞連接（綠色）減少，致病菌（紅色）深入隱窩

細菌感染尚且還有抗生素可以對付，但是反覆感染帶來的癌變卻是不可忽視的。研究者發現，在芳烴受體缺陷的老年小鼠中，腸道中的某些幹細胞增殖大大增加了。反覆感染、增殖增加、分化程度低，這個描述，看著感覺就快要癌變了。

那芳烴受體跟腫瘤發生到底有沒有關係呢？

研究者給三種小鼠注射了誘變劑。三種小鼠里一種完全敲除了芳烴受體，一種過表達CYP1A1酶——這是一種芳烴受體的負反饋調節酶——耗盡芳烴受體的配體，另一種則是完全正常的小鼠。4個月之後，前兩種小鼠都出現了大量的腫瘤，正常小鼠則不太受影響。

但如果在誘變前兩周，向小鼠的口糧中添加吲哚-3-甲醇，CYP1A1過表達小鼠的細胞分化恢復了正常，腫瘤發生也大大減少。相反，敲除了芳烴受體的小鼠，沒有了相應的受體，吲哚-3-甲醇也就沒用了。此外，添加吲哚-3-甲醇也使野生型小鼠本就不高的腫瘤發生率降到了0。

I3C減少了野生型小鼠和Cyp1a1過表達小鼠的腫瘤發生率

激活正常的芳烴受體信號通路可以預防腫瘤的發生，那對於已經發生的腫瘤有沒有作用呢？研究人員又在誘變一個月後，80%的CYP1A1過表達小鼠都產生了腫瘤時，向小鼠的口糧中添加了吲哚-3-甲醇。

6周之後再看，飲食中沒添加吲哚-3-甲醇的小鼠都帶著腫瘤，而飲食中添加了吲哚-3-甲醇的9隻小鼠中，有2隻沒有腫瘤，其餘的腫瘤數量也比對照組要少。

腫瘤發生後，恢復芳烴受體信號通路也對降低腫瘤負荷有意義！看來吲哚類物質不光能防癌，或許還能用來治療呢！

「我們發現飲食中的能激活AHR的化學物質可以糾正因AHR刺激不足而引起的缺陷。這可以恢復上皮細胞的分化，抵抗腸道感染和預防結腸癌。這些發現令人樂觀。」通訊作者Stockinger說，「儘管我們不能改變增加我們患癌症風險的基因因素，但我們可以通過採取適當的飲食和大量的蔬菜來減輕這些風險。」

再來複習一下，都誰富含吲哚類物質來著？十字花科，芸薹屬和蘿蔔屬，白菜蘿蔔西蘭花，走一個吧~

編輯神叨叨

說起吲哚，大家可能不太熟悉，不過身邊的吲哚類物質還是很多的，比如人體必需的色氨酸、植物生長激素吲哚乙酸，還有「臭名遠播」的香水原料糞臭素3-甲基吲哚。

除了蔬菜中的吲哚-3-甲醇，還有什麼防癌物質，來看看Medical Trend吧！

參考文獻：

1. Metidji A, Omenetti S, Crotta S, et al. The Environmental Sensor AHR Protects from Inflammatory Damage by Maintaining Intestinal Stem Cell Homeostasis and Barrier Integrity[J]. Immunity, 2018.

2. Fujioka N, Fritz V, Upadhyaya P, et al. Research on cruciferous vegetables, indole‐3‐carbinol, and cancer prevention: A tribute to Lee W. Wattenberg[J]. Molecular nutrition & food research, 2016, 60(6): 1228-1238.

3. Fahey J W, Zalcmann A T, Talalay P. The chemical diversity and distribution of glucosinolates and isothiocyanates among plants[J]. Phytochemistry, 2001, 56(1): 5-51.

4. Desai M S, Seekatz A M, Koropatkin N M, et al. A dietary fiber-deprived gut microbiota degrades the colonic mucus barrier and enhances pathogen susceptibility[J]. Cell, 2016, 167(5): 1339-1353. e21.

5. Mandal P K. Dioxin: a review of its environmental effects and its aryl hydrocarbon receptor biology[J]. Journal of Comparative Physiology B, 2005, 175(4): 221-230.

6. Stockinger B, Meglio P D, Gialitakis M, et al. The aryl hydrocarbon receptor: multitasking in the immune system[J]. Annual review of immunology, 2014, 32: 403-432.

7. Schiering C, Wincent E, Metidji A, et al. Feedback control of AHR signalling regulates intestinal immunity[J]. Nature, 2017, 542(7640): 242.

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本文作者 | 孔劭凡 代絲雨

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