“高盐饮食”到底对身体有无危害?这一项研究给你答案

2021
09/26

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生物谷
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高盐饮食一直被认为是危害现代人生命健康的重要杀手之一。饮食中盐分摄入过多不但与高血压、心血管并发症相关,而且与炎症性肠病(IBD)的组织炎症、多发性硬化症的TH17细胞反应增强以及炎症巨噬细胞相关。

然而,近日发表在Science Advances的一项研究发现高盐饮食可介导NK细胞和肠道微生物群之间的相互作用以诱导肿瘤免疫,达到抗肿瘤的作用。

这一研究结果与人们以往对高盐饮食的认知完全相反,研究者是如何发现高盐饮食可以抗肿瘤的神奇功效呢?

首先,研究者对C57BL/6小鼠进行B16F10黑色素瘤细胞的移植,构建了黑色素瘤小鼠模型。然后对荷瘤小鼠进行三种不同剂量的膳食盐喂养,正常饮食(0.9% NaCl)、低盐饮食(1.0% NaCl)、高盐饮食(4.0% NaCl)。研究发现,与正常饮食的荷瘤小鼠相比,高盐饮食的荷瘤小鼠的肿瘤进展(肿瘤体积和质量)显著降低,总体存活率也明显增加。而低盐饮食的荷瘤小鼠没有观察到明显的肿瘤消退和存活增加(图1)。

图1 不同剂量膳食盐的荷瘤小鼠的肿瘤以及存活率变化。

考虑到高盐饮食可能会增加心血管并发症和渗透压引起的组织学变化的风险,研究者评估了高盐饮食的荷瘤小鼠相关的生理和器官特异性损伤的风险。出乎意料的是,荷瘤小鼠对高盐饮食的耐受性良好,大脑、结肠、心脏、肾脏、肝脏、肺和脾等主要器官没有出现任何的毒理学影响。

高盐饮食又是如何引起肿瘤消退,提高存活率的呢?

为了了解不同剂量的膳食盐喂养的荷瘤小鼠的免疫反应变化,研究者对肿瘤浸润免疫细胞、引流淋巴结和脾细胞进行广泛的免疫细胞分析。数据表明,高盐饮食的荷瘤小鼠的NK细胞及其激活标记物CD107a上调了约50%,同时抑制了PD-1的表达,而正常饮食和低盐饮食的荷瘤小鼠无明显的变化(图2)。

图2 高盐饮食的荷瘤小鼠的免疫细胞群的变化。

为了验证高盐饮食介导的肿瘤免疫独立于适应性免疫(B细胞、CD4细胞、CD8细胞),研究者将B16F10黑色素瘤细胞植入重组激活基因敲除(RAG1-/-)小鼠。与正常饮食的RAG1-/-荷瘤小鼠相比,高盐饮食的RAG1-/-荷瘤小鼠的肿瘤体积减少约4倍,肿瘤质量减少约7倍,总体存活率显著改善,表明高盐饮食介导的肿瘤免疫独立于成熟的T细胞和B细胞,并依赖于先天免疫细胞(图3)。同时,流式细胞实验结果发现,高盐饮食的RAG1-/-荷瘤小鼠的肿瘤浸润免疫细胞显示出IFNγ显著性上调,表明高盐饮食诱导的肿瘤免疫是由NK细胞和IFNγ产生介导的。

图3 高盐饮食的RAG1-/-荷瘤小鼠的肿瘤以及存活率变化。

研究者还对荷瘤小鼠血清中的代谢物进行研究,发现高盐饮食的荷瘤小鼠血清中的马尿酸盐发生显著性增加。由于马尿酸盐已经被临床鉴定为抗PD-1治疗的有效生物标志物,因此研究者猜想高盐饮食引起马尿酸水平升高而有助于抗PD-1治疗。研究结果发现,荷瘤小鼠同时接受次优剂量的抗PD-1治疗和低盐饮食,肿瘤发生消退且存活率上升,而单用抗PD-1治疗或低盐饮食无明显变化。因此,盐可以作为一种佐剂,有助于抗PD-1免疫疗法促进肿瘤消退。

高盐饮食已被证明可以调节自身免疫环境中的肠道微生物群,那么肠道微生物群在高盐饮食介导的肿瘤免疫中发挥什么作用呢?

研究者对荷瘤小鼠使用抗生素进行肠道微生物耗尽(AMID),研究发现,微生物群感受态野生型(WT)的荷瘤小鼠进行高盐饮食可抑制肿瘤生长,而AMID荷瘤小鼠无法抑制肿瘤体积和质量的增大。同时,通过对粪便检测,发现高盐饮食的荷瘤小鼠的双歧杆菌明显增多,表明双歧杆菌可能是促进高盐饮食介导的肿瘤免疫的因素之一。

研究者还尝试将高盐饮食小鼠的粪便通过灌胃口服(FMT)转移给AIMD荷瘤小鼠,对比接受正常饮食小鼠的FMT的AIMD荷瘤小鼠,前者的肿瘤发生显著的体积和质量消退(42%),存活率提高。同时,通过对粪便的检测,发现接受高盐饮食小鼠的FMT的AIMD荷瘤小鼠的双歧杆菌含量上升,表明双歧杆菌可以通过FMT转移到AIMD小鼠,以达到肿瘤免疫。

研究者还发现,高盐饮食荷瘤小鼠的肠道通透性增加了约2倍,使双歧杆菌逃逸并定位在黑色素瘤中,马尿酸盐水平随之发生显著性上调,表明双歧杆菌和NK细胞之间通过马尿酸盐的相互影响以发挥对肿瘤免疫的重要作用。

总而言之,该研究表明高盐饮食可通过抑制PD-1表达、增强IFNγ和血清马尿酸盐来诱导NK细胞介导的肿瘤免疫。同时,高盐饮食增加双歧杆菌的丰度和肠道通透性,促进双歧杆菌在肿瘤内定位,增强NK细胞功能和肿瘤消退。该研究结果为抗PD-1疗法提供了新的思路,同时改变了人们对高盐饮食的传统认知。

参考文献

[1] Rizvi ZA, Dalal R, Sadhu S, Kumar Y, Kumar S, Gupta SK, Tripathy MR, Rathore DK, Awasthi A. High-salt diet mediates interplay between NK cells and gut microbiota to induce potent tumor immunity. Sci Adv. 2021 Sep 10;7(37):eabg5016.

撰文 |  Carrie Tan
编辑 | 小耳朵
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关键词:
饮食,小鼠,肿瘤,荷瘤,细胞

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