СВЯЗЬ МИКРОФЛОРЫ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА С ВОЗНИКНОВЕНИЕМ КОЛОРЕКТАЛЬНОГО РАКА


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Микрофлора кишечника человека насчитывает приблизительно 100 трлн микроорганизмов, относящихся к 36 000 видов. Она играет важную роль в поддержании местного и системного гомеостаза хозяина-макроорганизма, выполняя ряд жизненно важных функций. При нарушениях функционирования кишечной микрофлоры риск развития значительного числа заболеваний может повышаться. В обзоре рассматривается роль микрофлоры кишечника в развитии колоректального рака. Анализ литературных данных позволил обозначить основные группы механизмов канцерогенеза, ассоциированного с действием представителей кишечной микрофлоры (метаболические, иммунные и собственно микробные), определить бактерии с потенциально канцерогенным действием и предложить перспективные как с теоретической, так и с практической точки зрения направления изучаемой области науки. Особенно актуальным выглядит исследование роли пребиотиков, пробиотиков и синбиотиков на риск развития рака, а также изучение взаимодействий между основными факторами риска развития рака, микрофлорой кишечника и вероятностью возникновения злокачественных опухолей ободочной и прямой кишки. Судя по наметившейся в последние годы тенденции к увеличению доли случаев рака, ассоциированных с биологическими канцерогенами, а также благодаря непрерывному прогрессу методов молекулярной биологии в будущем, вероятно, будет открыто множество связей представителей микрофлоры тела человека с риском развития различных типов злокачественных новообразований.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Антон Геннадьевич КУТИХИН

ГБОУ ВПО Кемеровская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития России

Email: antonkutikhin@gmail.com
студент 4-го курса лечебного фак-та 650029, Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а

Елена Борисовна БРУСИНА

ГБОУ ВПО Кемеровская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития России

д-р мед. наук, проф., зав. каф. эпидемиологии

Юлия Александровна ПОПОВА

ГБОУ ВПО Кемеровская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития России

студентка 3-го курса лечебного фак-та

Арсений Евгеньевич ЮЖАЛИН

ГБОУ ВПО Кемеровский государственный университет

студент 4-го курса биологического фак-та

Алексей Станиславович ЖИВОТОВСКИЙ

ГБОУ ВПО Кемеровская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития России

аспирант каф. эпидемиологии

Николай Иванович БРИКО

ГБОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздравсоцразвития России

акад. РАМН, д-р мед. наук, проф., зав. каф. эпидемиологии и доказательной медицины

Список литературы

  1. Gill S.R., Pop M., Deboy R.T. et al. Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science 2006; 312: 1355-1359.
  2. Qin J., Li R., Raes J. et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature 2010; 464: 59-65.
  3. Ley R.E., Hamady M., Lozupone C. et al. Evolution of mammals and their gut microbes. Science 2008; 320: 16471651.
  4. Tlaskalova-Hogenova H., Stepankova R., Kozakova H. et al. The role of gut microbiota (commensal bacteria) and the mucosal barrier in the pathogenesis of inflammatory and autoimmune diseases and cancer: contribution of germ-free and gnotobiotic animal models of human diseases. Cell. Mol. Immunol. 2011; 8: 110-120.
  5. Zoetendal E.G., Rajilic-Stojanovic M., de Vos W.M. High-throughput diversity and functionality analysis of the gastrointestinal tract microbiota. Gut 2008; 57: 1605-1615.
  6. Bäckhed F., Ley R.E., Sonnenburg J.L. et al. Host-bacterial mutualism in the human intestine. Science. 2005, 307: 19151920.
  7. Prakash S., Rodes L., Coussa-Charley M. et al. Gut microbiota: next frontier in understanding human health and development of biotherapeutics. Biologics 2011; 5: 71—86.
  8. Boyle P., Ferlay J. Cancer incidence and mortality in Europe, 2004. Ann. Oncol. 2005; 16: 481—488.
  9. Zhang M.M., Cheng J.Q., Xia L. et al. Monitoring intestinal microbiota profile: a promising method for the ultraearly detection of colorectal cancer. Med. Hypotheses 2011; 76: 670 — 672.
  10. O’Keefe S.J., Ou J., Aufreiter S. et al. Products of the colonic microbiota mediate the effects of diet on colon cancer risk. J. Nutr. 2009; 139: 2044—2048.
  11. Bernstein H., Bernstein C., Payne C.M. et al. Bile acids as carcinogens in human gastrointestinal cancers. Mutat. Res. 2005; 589: 47665.
  12. O’Keefe S.J. Nutrition and colonic health: the critical role of the microbiota. Curr. Opin. Gastroenterol. 2008; 24: 51—58.
  13. McBain A.J., Macfarlane G.T. Ecological and physiological studies on large intestinal bacteria in relation to production of hydrolytic and reductive enzymes involved in formation of genotoxic metabolites. J. Med. Microbiol. 1998; 47: 407—416.
  14. Ramasamy S., Singh S., Taniere P. et al. Sulfide-detoxifying enzymes in the human colon are decreased in cancer and upregulated in differentiation. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2006; 291: G288—G296.
  15. Humblot C., Murkovic M., Rigottier-Gois L. et al. Beta-glucuronidase in human intestinal microbiota is necessary for the colonic genotoxicity of the food-borne carcinogen 2-amino-3-methylimidazo[4,5-f]quinoline in rats. Carcinogenesis. 2007; 28: 2419—2425.
  16. Kim D.H., Jin Y.H. Intestinal bacterial beta-glucuronidase activity of patients with colon cancer. Arch. Pharm. Res. 2001; 24: 564—567.
  17. Azcarate-Peril M.A., Sikes M., Bruno-Barcena J.M. The intestinal microbiota, gastrointestinal environment and colorectal cancer: a putative role for probiotics in prevention of colorectal cancer? Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2011; 301: G401—G424.
  18. Roldan M.D., Pérez-Reinado E., Castillo F. et al. Reduction of polynitroaromatic compounds: the bacterial nitroreductases. FEMS Microbiol. Rev. 2008; 32: 474—500.
  19. Seitz H.K., Simanowski U.A., Garzon F.T. et al. Possible role of acetaldehyde in ethanol-related rectal cocarcinogenesis in the rat. Gastroenterology 1990; 98: 406—413.
  20. Markowitz V.M., Szeto E., Palaniappan K. et al. The integrated microbial genomes (IMG) system in 2007: data content and analysis tool extensions. Nucleic Acids Res. 2008; 36: D528— D 533.
  21. Huycke M.M., Gaskins H.R. Commensal bacteria, redox stress, and colorectal cancer: mechanisms and models. Exp. Biol. Med. 2004; 229: 586—597.
  22. Kumar A., Wu H., Collier-Hyams L.S. et al. Commensal bacteria modulate cullin-dependent signaling via generation of reactive oxygen species. EMBO J. 2007; 26: 4457—4466.
  23. Roessner A., Kuester D., Malfertheiner P. et al. Oxidative stress in ulcerative colitis-associated carcinogenesis. Pathol. Res. Pract. 2008; 204: 511—524.
  24. Bäckhed F., Ding H., Wang T. et al. The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004, 101: 15718—15723.
  25. Saleh M., Trinchieri G. Innate immune mechanisms of colitis and colitis-associated colorectal cancer. Nat. Rev. Immunol. 2011; 11: 9—20.
  26. Sansonetti P.J., Di Santo J.P. Debugging how bacteria manipulate the immune response. Immunity 2007; 26: 149—161.
  27. Round J.L., Mazmanian S.K. The gut microbiota shapes intestinal immune responses during health and disease. Nat. Rev. Immunol. 2009; 9: 313—323.
  28. Gonzalez-Navajas J.M., Fine S., Law J. et al. TLR4 signaling in effector CD4+ T-cells regulates TCR activation and experimental colitis in mice. J. Clin. Invest. 2010; 120: 570—581.
  29. Salcedo R., Worschech A., Cardone M. et al. MyD88-mediated signaling prevents development of adenocarcinomas of the colon: role of interleukin 18. J. Exp. Med. 2010; 207: 1625— 1636.
  30. Fukata M., Chen A., Vamadevan A.S. et al. Toll-like receptor-4 promotes the development of colitis-associated colorectal tumors. Gastroenterology 2007; 133: 1869—1881.
  31. Chen G.Y., Shaw M.H., Redondo G. et al. The innate immune receptor Nod1 protects the intestine from inflammation-induced tumorigenesis. Cancer Res. 2008; 68: 10060— 10067.
  32. Allen I.C., TeKippe E.M., Woodford R.M. et al. The NLRP3 inflammasome functions as a negative regulator of tumorigenesis during colitis-associated cancer. J. Exp. Med. 2010; 207: 1045—1056.
  33. Normand S., Delanoye-Crespin A., Bressenot A. et al. Nodlike receptor pyrin domain-containing protein 6 (NLRP6) controls epithelial self-renewal and colorectal carcinogenesis upon injury. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011; 108: 9601— 9606.
  34. Uronis J.M., Mühlbauer M., Herfarth H.H. et al. Modulation of the intestinal microbiota alters colitis-associated colorectal cancer susceptibility. PLoS One 2009; 4: e6026.
  35. Moran J.P., Walter J., Tannock G.W. et al. Bifidobacterium animalis causes extensive duodenitis and mild colonic inflammation in monoassociated interleukin-10-deficient mice. Inflamm. Bowel Dis. 2009; 15: 1022—1031.
  36. McConnell B.B., Yang V.W. The role of inflammation in the pathogenesis of colorectal cancer. Curr. Colorectal. Cancer Rep. 2009; 5: 69—74.
  37. Candela M., Guidotti M., Fabbri A. et al. Human intestinal microbiota: cross-talk with the host and its potential role in colorectal cancer. Crit. Rev. Microbiol. 2011, 37: 1—14.
  38. Sears C.L. Enterotoxigenic Bacteroides fragilis: a rogue among symbiotes. Clin. Microbiol. Rev. 2009; 22: 349—369.
  39. Nougayrède J.P., Homburg S., Taieb F. et al. Escherichia coli induces DNA double-strand breaks in eukaryotic cells. Science 2006; 313: 848—851.
  40. Lara-Tejero M., Galan J.E. Cytolethal distending toxin: limited damage as a strategy to modulate cellular functions. Trends Microbiol. 2002; 10: 147—152.
  41. Ge Z., Schauer D.B., Fox J.G. In vivo virulence properties of bacterial cytolethal-distending toxin. Cell. Microbiol. 2008; 10: 1599—1607.
  42. Samba-Louaka A., Nougayrède J.P., Watrin C. et al. Bacterial cyclomodulin Cif blocks the host cell cycle by stabilizing the cyclin-dependent kinase inhibitors p21 and p27. Cell. Microbiol. 2008; 10: 2496—2508.
  43. Boquet P. The cytotoxic necrotizing factor 1 (CNF1) from Escherichia coli. Toxicon. 2001, 39: 1673—1680.
  44. Travaglione S., Fabbri A., Fiorentini C. The Rho-activating CNF1 toxin from pathogenic E. coli: a risk factor for human cancer development? Infect. Agent Cancer 2008; 3: 4.
  45. Killeen S.D., Wang J.H., Andrews E.J. et al. Bacterial endotoxin enhances colorectal cancer cell adhesion and invasion through TLR-4 and NF-kappaB-dependent activation of the urokinase plasminogen activator system. Brit. J. Cancer 2009; 100: 1589-1602.
  46. Moore W.E., Moore L.H. Intestinal floras of populations that have a high risk of colon cancer. Appl. Environ. Microbiol. 1995; 61: 3202-3207.
  47. Kado S., Uchida K., Funabashi H. et al. Intestinal microflora are necessary for development of spontaneous adenocarcinoma of the large intestine in T-cell receptor beta chain and p53 double-knockout mice. Cancer Res. 2001; 61: 2395-2398.
  48. Vannucci L., Stepankova R., Kozakova H. et al. Colorectal carcinogenesis in germ-free and conventionally reared rats: different intestinal environments affect the systemic immunity. Int. J. Oncol. 2008; 32: 609-617.
  49. Wu S., Rhee K.J., Albesiano E. et al. A human colonic commensal promotes colon tumorigenesis via activation of T helper type 17 T cell responses. Nat. Med. 2009; 15: 1016-1022.
  50. Toprak N. U., Yagci A., Gulluoglu B.M. et al. A possible role of Bacteroides fragilis enterotoxin in the aetiology of colorectal cancer. Clin. Microbiol. Infect. 2006; 12: 782-786.
  51. Balamurugan R., Rajendiran E., George S. et al. Realtime polymerase chain reaction quantification of specific butyrate-producing bacteria, Desulfovibrio and Enterococcus faecalis in the feces of patients with colorectal cancer. J. Gastroenterol. Hepatol. 2008; 23: 1298-1303.
  52. Sobhani I., Tap J., Roudot-Thoraval F. et al. Microbial dysbiosis in colorectal cancer (CRC) patients. PLoS One 2011; 6: e16393.
  53. Boleij A., Roelofs R., Schaeps R.M. et al. Increased exposure to bacterial antigen RpL7/L12 in early stage colorectal cancer patients. Cancer 2010, 116: 4014-4022.
  54. Scanlan P.D., Shanahan F., Clune Y. et al. Culture-independent analysis of the gut microbiota in colorectal cancer and polyposis. Environ. Microbiol. 2008; 10: 789-798.
  55. Swidsinski A., Khilkin M., Kerjaschki D. et al. Association between intraepithelial Escherichia coli and colorectal cancer. Gastroenterology 1998; 115: 281-286.
  56. Gueimonde M., Ouwehand A., Huhtinen H. et al. Qualitative and quantitative analyses of the bifidobacterial microbiota in the colonic mucosa of patients with colorectal cancer, diverticulitis and inflammatory bowel disease. Wld J. Gastroenterol. 2007; 13: 3985-3989.
  57. Shen X.J., Rawls J.F., Randall T. et al. Molecular characterization of mucosal adherent bacteria and associations with colorectal adenomas. Gut Microbes 2010; 1: 138-147.
  58. Wang T., Cai G., Qiu Y. et al. Structural segregation of gut microbiota between colorectal cancer patients and healthy volunteers. ISME J. 2012; 6: 320-329.
  59. Marchesi J.R., Dutilh B.E., Hall N. et al. Towards the human colorectal cancer microbiome. PLoS One 2011; 6: e20447.
  60. Castellarin M., Warren R.L., Freeman J.D. et al. Fusobacterium nucleatum infection is prevalent in human colorectal carcinoma. Genome Res. 2012; 22: 299-306.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах