近日，浙江大学王良静团队和卡内基梅隆大学Zheng Kuang团队在《Gut Microbes》发表论文A single amplified genome catalog reveals the dynamics of mobilome and resistome in the human microbiome。肠道微生物群可以产生多种微生物衍生的代谢产物来影响肿瘤的发展。色氨酸是人体中的一种必需氨基酸，可以通过微生物通过吲哚途径转化为如吲哚-3-乳酸（ILA）、吲哚-3-丙酸（IPA）、吲哚乙酸（IAA）和吲哚-3-醛（IAld）等吲哚代谢产物。最近的研究表明，吲哚代谢产物在肿瘤进展中扮演关键角色，它们可以作为肿瘤免疫疗法或化疗的辅助治疗方案。本篇综述总结了关于常见微生物吲哚代谢产物的最新发现，并回顾了不同吲哚代谢产物在肿瘤微环境中的作用机制。
肠道微生物群可以代谢宿主摄入的营养物质，产生一系列微生物衍生的代谢产物。其中之一是色氨酸，一种含有吲哚基团的芳香族必需氨基酸。色氨酸逐渐被吸收到小肠和大肠中，并由宿主和微生物通过三条主要途径：5-羟色胺途径、犬尿氨酸（Kyn）途径和吲哚途径进行分解。其中，吲哚途径相对独特，因为这条途径几乎完全由微生物产生的酶组成。研究已经报道了微生物吲哚代谢产物在肿瘤发展中的作用，并且它们也被强调为在化疗和免疫疗法中具有潜在应用。本篇综述概述了在肿瘤微环境中常见的吲哚代谢产物。介绍了这些代谢产物的生物合成途径以及关键酶。然后讨论了它们在肿瘤形成和发展过程中的作用，以及在辅助癌症治疗中的作用。最后，对吲哚代谢产物的鉴定、临床和转化应用、吲哚代谢产物的机制探索以及未来研究趋势进行了展望。1肠道微生物群能够代谢色氨酸产生吲哚代谢产物，这些代谢产物在肿瘤发展中扮演重要角色。2 多种微生物能够代谢色氨酸产生吲哚代谢产物，主要通过三个主要途径：色氨酸通过芳香族氨基酸转氨酶（ArAT）转化为吲哚-3-丙酮酸（IPYA），然后通过不同酶代谢为ILA、IPA、IAAld和IAA等关键吲哚代谢产物。3直接作用于肿瘤细胞的吲哚代谢产物，如ILA，具有抗癌活性，能够抑制肿瘤细胞增殖并促进凋亡。IPYA在不同类型的肿瘤中具有相反的效果，既可以抑制某些癌细胞的生长，也可以促进其他类型癌细胞的生长。4 与铁死亡（ferroptosis）相关的吲哚代谢产物，如IDA，能够抑制肿瘤细胞的铁死亡。5 吲哚代谢产物在肿瘤免疫疗法和化疗中的作用：IPA作为ILA的代谢产物，能够调节免疫细胞，增强αPD-1免疫疗法的效果。6 IAld作为AhR的配体，能够激活CD8+ T细胞，增强αPD-L1免疫疗法的效果。ICA作为AhR的部分激动剂，能够抑制Treg细胞，增强αPD-1免疫疗法的效果。IAA能够被中性粒细胞代谢成有毒分子，调节活性氧和自噬水平，增强化疗的效果。图 1. 色氨酸代谢中的微生物吲哚途径。宿主摄入的富含色氨酸的食物被肠道中的肠道微生物群转化为吲哚代谢物。吲哚代谢途径有三个主要成分，色氨酸被分解成关键的吲哚代谢物，如 ILA、IPA、IAA 和 IAld。吲哚代谢产物在肿瘤发展中具有多种作用，可以调节肿瘤死亡模式或靶向微环境中的免疫细胞亚群，也可以作为肿瘤免疫疗法和化疗的辅助手段。未来的研究需要解决如何筛选和鉴定新的吲哚代谢产物、它们的作用机制以及如何将它们应用于临床。此外，还需要进一步研究AhR的作用机制，以及其他可能的受体和信号通路。未来的研究趋势可能包括细菌与吲哚代谢产物之间的相互作用，以及非细菌微生物产生的吲哚代谢产物对肿瘤的影响王良静，教授，主任医师，博士生导师，浙江大学求是特聘医师。浙江大学医学院附属第二医院副院长，浙江大学胃肠病研究所副所长，浙江大学医学院老化病防治研究中心主任。浙江省高层次创新人才，浙江省“151”人才。以第一作者或通讯作者在Nat Aging、J Clin Invest、Gastroenterology等国际学术期刊上发表SCI论文50余篇。以项目负责人承担国家自然科学基金5项以及浙江省自然科学基金重点项目等多项课题。以主要成员获浙江省科技进步一等奖 1 项、浙江省医药卫生科技奖1项。多次应邀在美国消化病学术周（DDW）、欧洲消化病学术周（UEGW） 等做会议报告，并获得 2016 年 APDW的 Travel Award。Zheng Kuang，助理教授，生物科学系，卡内基梅隆大学，计算机科学硕士，佐治亚理工学院，生物统计学硕士，约翰霍普金斯大学，分子生物学博士，约翰霍普金斯大学免疫学系博士后研究员，德克萨斯大学西南医学中心。研究方向：确定微生物群与哺乳动物代谢和免疫中昼夜节律相互作用的分子基础。使用包括基因组学、无菌动物技术、激光捕获显微镜在内的各种技术，深入研究调节宿主-微生物相互作用的转录和表观遗传机制。
