大腸炎関連大腸癌に対する505と葉抽出物のシンバイオティクスの組み合わせの癌予防効果

Cancer-protective effect of a synbiotic combination between 505 and a leaf extract on colitis-associated colorectal cancer.

• Nam Su Oh
• Ji Young Lee
• You-Tae Kim
• Sae Hun Kim
• Ju-Hoon Lee

抄録

これまでに、プロバイオティクス505(LG)と新規プレバイオティクスである葉エキス(CT)を発酵乳に配合したシンバイオティクス(FCT)は、免疫調節作用と抗酸化作用を示した。シンバイオティクスの併用によるがん予防効果が期待されますが、これらの効果はまだ十分に検証されていません。アゾキシメタン（AOM）／デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）による大腸炎関連大腸癌（CAC）マウスモデルに LG, CT, FCT を 10 週間投与したところ、大腸腫瘍の発生率と大腸粘膜の損傷が効果的に減少し、癌予防効果が示唆されました。これらを理解するために、AOM/DSS群とLG/CT/FCT群を比較し、炎症、大腸バリア、アポトーシス、癌細胞増殖に関連するバイオマーカーをモニターした。シンバイオティクスの組み合わせ（FCT）は、炎症性サイトカイン（TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-6）と炎症関連酵素（iNOS、COX-2）を減少させ、抗炎症性サイトカイン（IL-4、IL-10）を増加させた。また、大腸バリア実験では、粘液層のバイオマーカー（MUC-2、TFF3）やタイトジャンクション（オクルーディン、ZO-1）の発現が上昇していることが明らかになった。その後のアポトーシス実験では、プロアポトーシス因子（p53, p21, Bax）がアップレギュレーションされ、抗アポトーシス因子（Bcl-2, Bcl-xL）がダウンレギュレーションされることが示された。さらに、腸内細菌叢の比較メタゲノム解析は、短鎖脂肪酸（SCFAs）の増加を伴う、それらの保護効果を支持するが、減少したが、増加したことを明らかにした。以上のことから、FCT 投与は、炎症、発がん、腸内細菌叢の組成変化を調節することで、大腸炎に伴う大腸がんのリスクを低下させ、がん予防効果を示しました。その結果、シナバイオティクスの組み合わせ（FCT）は、CACに対する新たな健康保護作用を持つ天然物質として期待されています。

Previously, a synbiotic combination of probiotic 505 (LG) and a new prebiotic, leaf extract (CT) in fermented milk, designated FCT, showed an immunomodulatory effect and antioxidant activity. Although synbiotic combination might have cancer-protective effects, these activities have not been fully validated . Ten-week treatment of LG, CT, or FCT to azoxymethane (AOM)/dextran sodium sulfate (DSS)-induced colitis-associated colorectal cancer (CAC) mouse model reduced both the incidence of colonic tumors and damage to the colonic mucosa effectively, suggesting a cancer-protective effect. To understand these, biomarkers associated with inflammation, colon barrier, apoptosis, and cancer cell proliferation were monitored in AOM/DSS group versus LG/CT/FCT groups. A synbiotic combination (FCT) down-regulated pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IFN-γ, IL-1β, and IL-6) and inflammation-associated enzymes (iNOS and COX-2), and up-regulated anti-inflammatory cytokines (IL-4 and IL-10). In addition, colon barrier experiment revealed that biomarkers of mucus layer (MUC-2 and TFF3) and tight junction (occludin and ZO-1) were up-regulated. Subsequent apoptosis experiment showed that pro-apoptotic factors (p53, p21, and Bax) were up-regulated and anti-apoptotic factors (Bcl-2 and Bcl-xL) were down-regulated. Furthermore, comparative metagenome analysis of gut microbiota revealed that decreased but , and increased, supporting their protective effects, accompanied by increased short-chain fatty acids (SCFAs). Taken together, the FCT administration showed cancer-protective effects by reducing the risk of colitis-associated colon cancer via regulation of inflammation, carcinogenesis, and compositional change of gut microbiota. Consequently, the synbiotic combination (FCT) could be a novel potential health-protective natural agent against CAC.