有勁的基因資訊

作者：徐嘉妤/有勁生物科技

小時候，爸爸媽媽或阿公阿嬤都會叫你多吃蔬菜，說吃蔬菜對身體好，比較健康。但是蔬菜到底是好在哪裡呢？是富含膳食纖維？還是可以改善我們腸道的益生菌？最近《Immunity》期刊有一篇研究或許可以給大家一個更好的解釋¹。

該篇文章指出，蔬菜中十字花科的蕓薹屬Brassica，例如：花椰菜、高麗菜、青花菜、大頭菜、芥蘭等等，吃了對腸胃有益處，可以減低腸癌形成的風險。為何如此？原來這些蕓薹屬蔬菜含有一種特別的生化成分：吲哚-3-甲醇(I3C; indole-3-carbinol)。

我們的腸道細胞，由於胃酸腐蝕之故而無法存活太久，所以細胞更新的速度極快，大概2~3天就會更新一次；腸內有些地方雖會分泌黏液、對抗胃酸、保護細胞，但也同樣無法撐太久，頂多3到5天。不過，本篇研究的轉殖鼠實驗結果卻發現：攝取蕓薹屬蔬菜可以幫助啟動腸道上皮細胞的修復機制。原來，蕓薹屬蔬菜經腸道消化後，吲哚-3-甲醇就會被釋出，此成分一與腸道中的「傳訊兵」芳香烴受體蛋白(AhR; Aryl hydrocarbon receptor)結合，AhR就會將環境變化的訊息轉知腸內免疫細胞及上皮細胞，啟動修復受損上皮細胞的機制。此機制在環境極端且混雜著上億細菌的腸道中，能幫助抵抗細菌性發炎反應所造成的傷害。此外，如果沒有AhR，腸道幹細胞就無法分化成可分泌黏液的上皮細胞和可吸收營養的細胞；腸道幹細胞的分化能力一旦失去控制，就會無限分裂，形成結腸腫瘤。

本篇研究利用轉殖基因技術先培育出腸道無法自主產生或活化AhR的轉殖鼠。這些實驗轉殖鼠在餵食一般實驗室用飼料後，其腸道上皮細胞便有厚度減低的現象，致病菌因此容易深入腸壁，經常引發腸道炎症，甚至發展為結腸癌。相對地，如果餵食實驗轉殖鼠富含吲哚-3-甲醇的飲食，炎症或癌症就比較不會發生。而那些已經發展出結腸腫瘤的轉殖鼠，若之後改以富含吲哚-3-甲醇的飲食餵食，上皮細胞又會開始分化，腸道對發炎的抵抗力也轉而增強，腫瘤數量明顯減少且以良性居多。

該研究另外還做了進一步的營養實驗，將含有一般正常鼠所需營養素、碳水化合物與蛋白質成分的實驗室飼料做成兩種配方處理：一為purified diet (純化飲食)，其飼料中大大減少了能活化AhR的成分；另一種則為添加了富含吲哚-3-甲醇配方的I3C diet。兩種飼料分別拿來餵食兩組「尚未生病的健康實驗轉殖鼠」後，結果如圖一所示。餵食purified diet的健康轉殖鼠在6周內多已產生結腸腫瘤。相較之下，經I3C diet餵食的健康轉殖鼠，6周內發生結腸腫瘤的情形較少(上左圖)；即便有了腫瘤，其發展程度、大小與數量都明顯降低，而腫瘤也大多是良性的(下左圖)。

圖一、兩組健康轉殖鼠分別餵食purified diet與I3C diet 6周後的腫瘤評估與圖像

尚未生病但腸道無法自主產生或活化AhR的實驗轉殖鼠在餵食purified diet後的6周內多已產生結腸腫瘤(上左圖)；相較之下，經I3C diet餵食的健康轉殖鼠，6周內有發生結腸腫瘤的轉殖鼠數量較少(上左圖)；即便有腫瘤產生，腫瘤數目也較少(上中圖)、尺寸較小(上右圖)，且腫瘤大多是良性的(下左圖)。此外，腫瘤範圍從H&E結腸組織染色圖所見也明顯較小(下右圖)。(圖片來源：Metidji, A., et al. Immunity. 2018 Aug; 49(2):353-362.e5.)

由此可見，先天遺傳因子雖無法改變，但後天飲食習慣仍可幫助我們遠離癌症的侵害。雖然此研究目前是在老鼠身上進行試驗，對人類的影響還無法證實；不過，多吃蔬菜總不會錯，尤其是十字花科的蔬菜，對我們的腸道健康多少都是有幫助的。

參考文獻

1.Metidji, A., Omenetti, S., Crotta, S., Li, Y., Nye, E., Ross, E. …Stockinger, B.. The Environmental Sensor AHR Protects from Inflammatory Damage by Maintaining Intestinal Stem Cell Homeostasis and Barrier Integrity. Immunity. 2018 Aug; 49(2):353-362.e5. http://doi.org/10.1016/j.immuni.2018.07.010