“多吃蔬菜”可能是父母从小到大都要叮嘱孩子的事。一直以来人们对膳食纤维的推崇可以说是家喻户晓，其重要原因是认为它对肠黏膜的保护作用，来自伦敦弗朗西斯·克里克研究所的最新研究成果发表在《免疫》杂志上，推翻了过去人们对膳食纤维的认识，他们发现十字花科蔬菜所含有的吲哚类物质，可能才是那个保护肠道的幕后英雄[1]！
论文中提及的吲哚类物质–吲哚-3-甲醇，在胃酸和肠道菌群的做用下能激活芳烃受体的物质同，起到抗癌作用。此物质主要存在于十字花科植物中，（含量与种植条件有关[2]），主要是芸薹属（白菜）和萝卜属（萝卜）的蔬菜中含量较高。[3]
此前科学家就已经发现富含膳食纤维的谷物与植物不同，那些添加了可溶性膳食纤维的补充剂并不能起到保护肠黏膜的作用，他们简单地归结为肠道菌群的“口味”的问题，没有深究。[4]
相比之下，这篇论文的研究者就幸运多了。他们的研究方向本来就是细胞中“接待”吲哚类物质的芳烃受体（AHR），不会因为思维惯性与真相擦肩而过。
芳烃受体，最开始受到科学家的注意，是因为它参与了二噁英的毒理过程[5]。后来又有科学家发现，原来芳烃受体在免疫方面也有作用，尤其是在维持皮肤、肠道和肺等屏障的功能方面。在肠道中呢，科学家们认为，它是通过免疫细胞来维持正常的屏障功能的[6]。
可是怪了，此前的研究中，研究者发现芳烃受体激活之后，并非免疫细胞，而是肠上皮细胞中，芳烃受体下游的酶CYP1A1表达量大大升高了！难不成肠上皮上的芳烃受体才是主角[7]？
AHR信号通路
那具体执行的到底是上皮细胞还是免疫细胞呢？研究者通过骨髓移植巧妙地构建了两种嵌合体小鼠：一种只有在骨髓中正常表达芳烃受体，其他地方都缺陷的；和另外一种只有骨髓缺陷，其他地方都正常表达芳烃受体的。可想而知，前者是免疫细胞有芳烃受体，肠上皮细胞没有，后者则相反。
这两种小鼠最终都死于严重感染，不过肠上皮细胞缺少芳烃受体的小鼠死的更快。这些小鼠深受肠道菌的恶意侵扰，感染直达肝脾，它们肠道中负责分泌肠黏液的杯状细胞数量也大大减少了。
这样看来，果然是肠上皮细胞上的芳烃受体起主要作用。
敲除AHR后，肠上皮细胞连接（绿色）减少，致病菌（红色）深入隐窝
细菌感染尚且还有抗生素可以对付，但是反复感染带来的癌变却是不可忽视的。研究者发现，在芳烃受体缺陷的老年小鼠中，肠道中的某些干细胞增殖大大增加了。反复感染、增殖增加、分化程度低，这个描述，看着感觉就快要癌变了。
那芳烃受体跟肿瘤发生到底有没有关系呢？
研究者给三种小鼠注射了诱变剂。三种小鼠里一种完全敲除了芳烃受体，一种过表达CYP1A1酶——这是一种芳烃受体的负反馈调节酶——耗尽芳烃受体的配体，另一种则是完全正常的小鼠。4个月之后，前两种小鼠都出现了大量的肿瘤，正常小鼠则不太受影响。
但如果在诱变前两周，向小鼠的口粮中添加吲哚-3-甲醇，CYP1A1过表达小鼠的细胞分化恢复了正常，肿瘤发生也大大减少。相反，敲除了芳烃受体的小鼠，没有了相应的受体，吲哚-3-甲醇也就没用了。此外，添加吲哚-3-甲醇也使野生型小鼠本就不高的肿瘤发生率降到了0。
I3C减少了野生型小鼠和Cyp1a1过表达小鼠的肿瘤发生率
激活正常的芳烃受体信号通路可以预防肿瘤的发生，那对于已经发生的肿瘤有没有作用呢？研究人员又在诱变一个月后，80%的CYP1A1过表达小鼠都产生了肿瘤时，向小鼠的口粮中添加了吲哚-3-甲醇。
6周之后再看，饮食中没添加吲哚-3-甲醇的小鼠都带着肿瘤，而饮食中添加了吲哚-3-甲醇的9只小鼠中，有2只没有肿瘤，其余的肿瘤数量也比对照组要少。
肿瘤发生后，恢复芳烃受体信号通路也对降低肿瘤负荷有意义！看来吲哚类物质不光能防癌，或许还能用来治疗呢！
“我们发现饮食中的能激活AHR的化学物质可以纠正因AHR刺激不足而引起的缺陷。这可以恢复上皮细胞的分化，抵抗肠道感染和预防结肠癌。这些发现令人乐观。”通讯作者Stockinger说，“尽管我们不能改变增加我们患癌症风险的基因因素，但我们可以通过采取适当的饮食和大量的蔬菜来减轻这些风险。”
再来复习一下，都谁富含吲哚类物质来着？十字花科，芸薹属和萝卜属，白菜萝卜西兰花，
参考文献：
- Metidji A, Omenetti S, Crotta S, et al. The Environmental Sensor AHR Protects from Inflammatory Damage by Maintaining Intestinal Stem Cell Homeostasis and Barrier Integrity[J]. Immunity, 2018.
- Fujioka N, Fritz V, Upadhyaya P, et al. Research on cruciferous vegetables, indole‐3‐carbinol, and cancer prevention: A tribute to Lee W. Wattenberg[J]. Molecular nutrition & food research, 2016, 60(6): 1228-1238.
- Fahey J W, Zalcmann A T, Talalay P. The chemical diversity and distribution of glucosinolates and isothiocyanates among plants[J]. Phytochemistry, 2001, 56(1): 5-51.
- Desai M S, Seekatz A M, Koropatkin N M, et al. A dietary fiber-deprived gut microbiota degrades the colonic mucus barrier and enhances pathogen susceptibility[J]. Cell, 2016, 167(5): 1339-1353. e21.
- Mandal P K. Dioxin: a review of its environmental effects and its aryl hydrocarbon receptor biology[J]. Journal of Comparative Physiology B, 2005, 175(4): 221-230.
- Stockinger B, Meglio P D, Gialitakis M, et al. The aryl hydrocarbon receptor: multitasking in the immune system[J]. Annual review of immunology, 2014, 32: 403-432.
- Schiering C, Wincent E, Metidji A, et al. Feedback control of AHR signalling regulates intestinal immunity[J]. Nature, 2017, 542(7640): 242.