《自然·代谢》：多吃含纤维素的食物能改变基因，或可抗癌

·这些结果不仅发现了短链脂肪酸与结直肠癌在表观遗传层面的联系，也表明增加膳食纤维的摄入、促进肠道微生物产生更多的丙酸和丁酸是有利健康的饮食策略。全谷物、豆类、蔬菜和水果都是很好的膳食纤维来源。

谷物、蔬菜等食物中含有的纤维素是健康饮食的重要部分，可以预防便秘、降低血脂血糖。近日一项研究发现，摄入膳食纤维的好处可能不仅如此——它甚至能够改变我们的基因，起到抗癌的效果。

这项研究于2025年1月9日发表在《自然·代谢》（Nature Metabolism）杂志上，作者是来自美国斯坦福大学（Stanford University）医学院的一支科研团队。研究确定了两种常见的膳食纤维消化副产物——丙酸和丁酸的表观遗传效应，发现其中一些对基因表达的改变具有抗结直肠癌的作用。

仅靠人类的肠胃本身是很难消化膳食纤维的，需要生活在肠道内的微生物来“帮忙”。当膳食纤维进入结肠后，肠道微生物群开始对其进行发酵，最终将这些纤维分解成更小的分子，并被人体吸收。短链脂肪酸（Short-chain Fatty Acids）就是这一过程的产物之一，包括乙酸、丙酸和丁酸等。它们能够进入全身血液循环，参与各种代谢过程。

这些化合物能够改变基因并不是天方夜谭。先前已经有研究发现，短链脂肪酸能通过表观遗传（Epigenetics）的方式来影响基因功能。我们的基因就像是一本记载着控制所有生命过程的“蓝图”，DNA的序列就是这些蓝图的内容。通过化学修饰和结构改变的方式，表观遗传就如同给这本蓝图加上“书签”或“划重点”，让其中的内容选择性地表达，而不改变DNA序列本身。

该研究重点考察了短链脂肪酸所造成的基因组蛋白修饰变化。组蛋白修饰是表观遗传的一种方式，是指通过在组蛋白（构成染色质的基本蛋白）上添加或去除化学基团（如乙酰基、甲基基团等）来改变染色质结构，来影响基因的表达。之前已经有大量研究显示，组蛋白修饰在多种癌症的相关基因调控中十分重要。

为了验证丙酸和丁酸所造成的表观遗传学变化，研究者们在实验室中培养了人类结直肠癌细胞和正常细胞系，然后用丙酸钠和丁酸钠对它们进行处理，再通过一系列基因测序和化学检测来观察这些细胞系的变化。

研究发现，丙酸和丁酸处理之后，结直肠癌细胞中与生长、分化和离子转运相关的基因表达增加。这些基因的上调有助于细胞的正常功能和分化，可能对抑制癌细胞的恶性行为有积极作用。

研究者们还注意到，与细胞周期和增殖相关的基因表达减少。这些基因的下调有助于抑制癌细胞的过度增殖，从而发挥抗癌作用。

这些化合物还能下调MYC、FOS和JUN等结直肠癌关键基因的表达，从而起到“靶向抗癌”的目的。这些基因在细胞增殖、分化、凋亡和应激反应中起重要作用，通过抑制其表达，丙酸和丁酸可能抑制癌细胞的增殖与迁移。

这些结果不仅发现了短链脂肪酸与结直肠癌在表观遗传层面的联系，也表明增加膳食纤维的摄入、促进肠道微生物产生更多的丙酸和丁酸是有利健康的饮食策略。全谷物、豆类、蔬菜和水果都是很好的膳食纤维来源。

研究结果也反映了目前年轻人群中逐步升高的结直肠癌发病率与膳食纤维摄入不足的潜在联系，这还需要更多研究加以验证。根据中国国家卫生健康委员会的建议，成人膳食纤维摄入量以每天25克到30克为宜。一份营养学调查显示，2015年中国20岁以上成人膳食纤维摄入量仅为每天9.7克。

参考文献：

1.https://www.nature.com/articles/s42255-024-01191-9

2.https://academic.oup.com/nutritionreviews/article/78/Supplement_1/41/5877733

3.http://www.nhc.gov.cn/wjw/yingyang/201710/fdade20feb8144ba921b412944ffb779/files/0fa10dfb812a48b483d931972df1ccb8.pdf